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揭开宇宙重要奥秘的“变星狂魔”

北京时间 4 月 7 日消息，人们过去一度认为，银河系是宇宙中唯一的星系。但亨丽爱塔勒维特仅仅通过一条简单的定律，就彻底改变了这种错误认知。在这一过程中，她甚至连一台望远镜都没用到。一个世纪以前，宇宙似乎比如今要小得多。当时许多天文学家都相信，我们所在的银河系便是整个宇宙。但在 1923 年，天文学家埃德温哈勃在加州威尔逊山天文台、将望远镜对准了遥远夜空中一个模糊而明亮的螺旋形天体 —— 仙女座星云时，这种看法从此便被彻底推翻了。揭开宇宙重要奥秘的“变星狂魔”
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这张勒维特的照片摄于 1910 年前后勒维特在研究中不曾用过一台望远镜。相反，她只用了一枚放大镜，而且对准的并不是天空，而是一片镶嵌在木框中的纤薄的玻璃。玻璃的一面涂有感光剂，白色的表面上可以隐约看出无数黑色的斑斑点点，这便是裸眼观察到的夜空的反转片。勒维特就是通过这种方法感知宇宙的。勒维特是 19 世纪末到 20 世纪初之间在哈佛大学天文台工作的众多“人形计算机”之一。这支团队全部由女性构成，她们总共发现了数十颗新星、星云与小行星，以及成千上万颗“变星”（亮度会发生周期性变化的恒星）。勒维特本人就发现了超过 2000 颗变星，被称作“变星狂魔”。而在搜寻恒星的过程中，她还获得了一项更重要的回报：她找到了太空中距离的测量方法 —— 周光关系。利用周光关系，天文学家得以对星际尺度上的距离开展测量，哈勃也获得了观察宇宙更深处所需的公式。“她的发现彻底改变了我们对宇宙的认知。”芝加哥大学天文学家与天体物理学家温迪弗里德曼指出。勒维特在大四那年对天文学产生兴趣后，于 1895 年成为了哈佛大学天文台的一名“学徒”，那年她 27 岁。据历史学家玛格丽特罗西特指出，当时有越来越多的女性像勒维特一样获得了较高的学历。然而，她们中的大多数仍然被排除在大学教职与领导层之外。但天文学系非常喜欢接收这些女性，让她们来支持自己的“重大科学项目”，因为这些项目需要用到大量廉价劳动力。揭开宇宙重要奥秘的“变星狂魔”
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图为天文学家爱德华皮克林与哈佛天文台的计算员们勒维特当时为哈佛天文台主任爱德华皮克林所雇。彼时皮克林正在主持开展一项长达数十年的项目：拍摄夜空照片，然后对恒星光谱进行分类。根据 19 世纪的性别角色论，女性是从事这种分类工作的理想人物，因为她们既耐心又细心。而男性则被认为更适合担任领导角色，以及从事观察和理论分析等需要智力的工作。像勒维特这样的岗位一般收入和地位都很低，几乎没有晋升空间。在这样的岗位上，女性可以充分发挥自己的“女性特色”技能，并且无论是从声望还是薪酬上，都不会对男性同事造成威胁。皮克林在聘用女性时，心里的确是这么想的。他在 1898 年的哈佛天文台年报中写道：“为使效率最大化，优秀的观察员永远不该把时间浪费在可以由薪水低得多的助手完成的工作上。”他付给这些计算员的时薪为 25 美分，相当于每年 1500 美元，而当时天文台的男性员工年薪最低也有 2500 美元。除了在勒维特次年加入哈佛天文台的安妮坎农之外，计算员们是不允许使用望远镜的，只有男性才能调整这些设备、拍摄恒星照片。拍摄完成后，这些感光玻璃片再被送到天文台东侧二层的“计算间”，进行下一步分析和计算。在这个房间里，女性计算员们日复一日地俯身在这些玻璃片前，对恒星光谱进行分类，测算它们的亮度，然后将计算结果归纳汇总。这项工作繁重无比，又枯燥乏味。勒维特入职后分到的任务是，仅用感光玻璃片确定北极区域变星的星等（即恒星亮度）。这些恒星的光芒之所以会波动，原因之一是因为它们会发生脉动，即规律性地压缩和释放气体。为判断某颗恒星是否属于变星，勒维特需要将同一片星空的两张玻璃片重叠在一起，其中一张为负片（背景为白色，恒星为黑色），另一张为正片。普通恒星会在重叠后相互抵消，只有亮度会变化的恒星会显露出来。勒维特当时尚不知情，但在恒星的变化规律及整体星等中，其实隐藏着能够帮助我们测出其到地球距离的奥秘。通过恒星与恒星之间、感光片与感光片之间的比较，勒维特会对恒星亮度做出判断，将其与其它已知恒星的星等进行对比，然后把结果记录下来，再一次又一次地重复这一过程，勒维特在哈佛天文台的日子就是这样度过的。

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