六|天文一百年1936-1939

自1900年以来都发生了什么?我们的生活经历了翻天覆地的变化,伴随着时间的推移和科技知识的进步,大量的科学大事件包括和天文学有关的大事接连出现,《Astronomy》帮我们梳理了自1900年以来和天文学有关的事情,相信你会喜欢这趟包含了二十世纪直到现在的大发现、科学成就和学术突破的天文之旅。

1936

火车运输巨大的镜子A GIANT MIRROR GOES FOR A TRAIN RIDE

六|天文一百年1936-1939

这面200英寸的镜子,将成为帕洛玛山上的海尔望远镜的心脏。它于1936年通过16天的火车车程从纽约到加利福尼亚州。在这张1945年的照片里,工作人员准备打磨镜子,这个工程因为二战而停止。

块镜子会成为帕洛玛(Palomar)山上的望远镜巨头,用于了解宇宙。它从美国康宁玻璃工厂出发,用了16天的火车车程横穿美国。这个运送南加州帕洛玛山上的巨大望远镜的主意是乔治·埃勒里·海耳提出的,他是威斯康星的叶凯士天文台的前主任。他身后的威尔逊山上有60和100英寸的望远镜。

虽然海尔在1928年收到来自洛克菲勒基金会的6百万美金用于资助这个项目,但他又回到美国人民在大萧条时期筹钱的方式来集资,以筹集更多的钱。孩子们在明信片上贴着一角银币并寄给海尔去支持他的努力。当反射镜通过美国心脏地带时,人们站在火车路线旁观看历史穿越着他们的城镇。当地人抬高了许多桥梁,让直立着的镜子通过。不过,并不是每个人都认为这样运输镜子是好事,少数人朝着大木箱射击。值得庆幸的是,镜子没有多少受损。

镜坯完好无损地到达帕萨迪纳的加州理工学院光学仪器车间。它还需要工人们用十几年的时间去打磨200英寸(5.1米)的镜子以达到正确的抛物面形状,有些部分因为二战而延迟工期。最后,天文学家哈勃在1949年1月26日用这个镜片拍摄了第一张照片,此时,离海尔去世将近11年。

1938

核裂变的诞生 THE BIRTH OF NUCLEAR FISSION

六|天文一百年1936-1939

莉泽·迈特纳(左)和奥托·哈恩在1912年在柏林的威廉皇帝化学研究所的实验室工作,他们以后会在核裂变的发展起着至关重要的作用。

很多人认为是爱因斯坦发明了原*弹子**,这让人非常惊讶。让原*弹子**爆炸的发现开始于1938年的圣诞节。莉泽·迈特纳一直是威廉皇帝化学研究所在柏林物理学部门的负责人。作为犹太血统,她逃离纳粹德国前往瑞典。孤独可怜的她在1938年的圣诞节迎接她的侄子,物理学家奥托·弗里施。

在1938年圣诞节的一个晴朗的冬日,弗里施背带滑雪板和迈特纳在树林中旅行。休息时他们靠着树桩,就开始谈论从同事和以前的科学合作者,奥托·哈恩,和他在柏林研究核物理的消息。哈恩已经用新发现的中子轰击铀原子并发现了一些有趣的结果。

迈特纳和弗里施很快明白为什么铀以外没有其他自然元素的存在。他们使用了爱因斯坦著名的方程E = MC2,并意识到,能量的真实本质其是裂变。

迈特纳对原*弹子**的想法感到震惊,并拒绝做相关主题的任何工作。尽管她有基础性的贡献,但是她错过了一次诺贝尔化学奖对她的裂变工作上的奖励,这个奖在1944年颁给了哈恩。

▉ 6月24日,一个450吨重的流星在宾夕法尼亚州的Chicora上空约12英里处爆炸,这次爆炸产生了一个了巨大的火球。

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1938年4月28日“流星碎片落在Dickson地区”

陨石的两个碎片在爆炸现场几英里之外的Chicora—Dickson地区被发现。如果陨石落在城市,毁灭将是灾难性的,爆炸力相当于2.9千吨的*NTT**。

▉ 阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)和利奥波德·英费尔德(Leopold Infeld)出版《物理学的进化》,这是一本面向普通大众的书,其概述了物理学发展中思路的演变。

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EVOLUTION OF PHYSICS》

Publisher/Touchstone; 18th Printing edition (October 30, 1967)

▉ 美籍德裔物理学家汉斯·贝特(Hans Bethe)论证了恒星产生的能量是通过氢转变为氦的核聚变实现的。

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汉斯·贝特/Hans Bethe

1906年7月2日-2005年3月6日

美国物理学家,犹太人,1967年诺贝尔物理学奖获得者。贝特于1906年出生于德国的斯特拉斯堡(二战后划归法国至今),为逃避纳粹*害迫**,1935年他离开欧洲来到美国。贝特因在1938年解释了为什么恒星能够在长时间里向外释放如此之多的能量的恒星核合成理论研究成果而获得诺贝尔物理学奖。

二战期间,贝特受奥本海默之命负责原*弹子**研发的理论物理研究,作出了重要贡献,计算核*器武**效率的公式就叫贝特-费曼公式;贝特晚年还研究了太阳中微子失踪问题;他对问题采取刨根问底的研究方法,有“战舰”的昵称。

世界大战 THE WAR OF THE WORLDS

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奥逊·威尔斯(Orson Welles)(第一排右二),试图解释他在1938年万圣节所广播的世界大战并不是想要引起恐慌。

据H.G.威尔斯的科幻小说《世界大战》,年轻的奥逊·威尔斯打算通过“空中的水星战区” 在1938年的万圣节吓一吓美国的群众。当听众转到哥伦比亚广播系统时,他们本打算听的是经典的周日晚间广播剧。但是当节目进行到第三分钟的时候,听众们听到:“女士们先生们,我们要打断一下我们的舞蹈音乐时间,给各位带来一个特殊的公告”。如果听众没有看过威尔斯的介绍,那么接下来他们听到的内容就显得特别的真实。

根据一些记录,恐慌的发展由人们坐在他们的收音机旁听这个火星入侵的广播剧而引起。最终,纽约警察出现在这个广播工作室并且试图阻止这个广播。至少在一个中西部小镇的街道上有存在暴徒的报道。

为什么群众这么容易被愚弄?因为那是1938年,天文学家仍然在为火星上是否存在生命而辩论。在欧洲的战争提供了这种可能性,而且这个国家也处于经济的风暴之中。威尔斯用了一点点的科学以及那些经历过恐惧的人们,制造出了这场足以乱真的谎言。

1939

爱因斯坦写了一封信 EINSTEIN WRITES A LETTER

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写给富兰克林·D·罗斯福(Franklin D. Roosevelt)的信——阿尔伯特·爱因斯坦署名,由他朋友物理学家里奥·西拉特(Leo Szilard)撰写——告知总统建造一个原*弹子**的可能性。

20世纪30年代,物理学家和天文学家关系非常紧密,通常我们无法将两者区分开来,又或许我们并不需要对两者作出区分。在1938年,莉泽·迈特纳(Lise Meitner)和奥托·弗里施(Otto Frisch)发现了如何通过核裂变反应释放大量的能量。他们的工作导致了最初的核军备竞赛。迈特纳(Meitner)和许多其他物理学家拒绝为制造原*弹子**做出努力。这些不情愿的科学家中最著名是阿尔伯特·爱因斯坦。

爱因斯坦是一位狂热的和平主义者。他离军事行动最近的一次是当他成为一名瑞士公民的时候。正如所有身强力壮的瑞士人一样,他被分配了一只步枪,而这只步枪却在他的壁炉上接着灰尘。1939年,一些著名的物理学家试图让他给总统罗斯福写一封关于以建造原*弹子**为目的而研究原子理论的信。起初爱因斯坦是不愿意参与的,但是最终爱因斯坦还是在这封由物理学家利奥·西拉特撰写的信上签了名字,鼓励罗斯福要在德国人拥有这个*器武**之前行动。原子的能量将要被释放到人类自己身上(不知可否翻译成:原*弹子**将要被用于攻击人类自己了)。

▉ 美国宇航员迪克·斯科比(Dick Scobee)于5月19日出生在美国华盛顿克利埃勒姆(Cle Elum, Washington),他在1986年1月28日指挥挑战者号航天飞机任务,发射不久后飞机爆炸解体。

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弗兰西斯·理查德·“迪克”·斯科比/

Francis Richard "Dick" Scobee

1939年5月19日-1986年1月28日

美国宇航员,1957年毕业,加入美国空军,退伍时的军衔为中校。1978年1月被获选进入美国国家航空航天局宇航员培训。他在挑战者号航天飞机STS-51-L任务中任航天飞机机长,在起飞时因推进器爆炸而丧身。

在挑战者号的STS-51-L任务中斯科比被提升为机长。这次飞行的任务包括发射一枚观察正在接近的哈雷彗星的人造卫星以及开始太空教师计划。由于天气恶劣和技术问题起飞一再被推迟。当航天飞机最终起飞后由于一枚密封环的缺陷导致飞机在起飞73秒后爆炸,包括斯科比在内的全部机组人员丧身。许多人通过电视实况转播直接看到了这次悲剧,此后美国进行数日国家哀悼,美国国家航空航天局内部进行巨大重组。

▉ 物理学家朱利叶斯·罗伯特·奥本海默(Robert Oppenheimer)和乔治·沃尔科夫(George Volkoff)估计出了中子星的结构和性质。

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朱利叶斯·罗伯特·奥本海默 /

Julius Robert Oppenheimer

1904年4月22日-1967年2月18日

美国犹太人物理学家,曼哈顿计划的主要领导者之一。奥本海默的研究范围很广:从天文、宇宙射线、原子核、量子电动力学到基本粒子。他也颇有辩才,长于组织管理能力,精通八种语言,尤爱读梵文《薄伽梵歌》经典,为此自修梵文。他烟斗不离嘴,又经常咳嗽,即使是任教上课时,成为学生模仿的对象。

奥本海默出生于美国纽约富裕的犹太人家庭,父亲是德籍犹太人,做纺织生意;母亲是一个天才画家,在奥本海默九岁时去世。奥本海默是早慧的天才,1925年以荣誉学生的身份毕业于哈佛大学;随后到英国剑桥大学深造,开始攻读理论物理,加入到著名的卡文迪许实验室;1926年,转到德国哥廷根大学,跟随玻恩(M. Born),1927年以量子力学论文获德国格丁根大学博士学位。接下来的两年他在瑞士的苏黎世和荷兰的莱顿大学作进一步的研究。1929年夏天,奥本海默回到美国。

曼哈顿计划

1939年9月,第二次世界大战在欧洲爆发了。情报显示,德国已经在海森堡的主持下进行原*弹子**的研究。美国罗斯福总统下达总动员令,成立了最高机密的曼哈顿计划,目标是赶在德国之前制造原*弹子**。

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第一次核爆测试

1942年8月,奥本海默被任命为研制原*弹子**的“曼哈顿计划”的实验室主任,在新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯实验室,整个计划的经费是20亿美元,总工作人数15万。“*弹氢**之父”爱德华·泰勒协助奥本海默组织在洛斯阿拉莫斯工作的团队,著名的科学家费米、玻尔、费曼、冯·诺伊曼、吴健雄等大师级物理学家皆在其内,开始原*弹子**的研发工作。

洛斯阿拉莫斯实验室成功地制造了第一批原*弹子**,随后在阿拉摩高德沙漠上空引爆,发出耀目闪光并冒起巨型蘑菇状云。奥本海默看到原*弹子**爆炸所引发的威力之后,想到了《摩诃婆罗多》中的《薄伽梵歌》:“漫天奇光异彩,犹如圣灵逞威,祇有千只太阳,始能与它争辉。现在我成了死神,世界的毁灭者。”。1945年8月6日上午8时15分17秒,美国军机从太平洋蒂尼安岛上的空军基地出发,驶向日本广岛投下了第一枚原*弹子**。

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奥本海默&爱因斯坦

1947年到1966年期间奥本海默担任新泽西州普林斯顿高等研究院院长。1947年担任原子能委员会总顾问委员会主席,和爱因斯坦一起,反对试制*弹氢**,认为会引起军备竞赛,威胁世界和平。

在20世纪30年代美国发生大萧条后,他开始对共产主义理论感兴趣。他资助了西班牙内战中反法西斯的国际纵队,以及美国的一些左翼活动。美国参议员麦卡锡指控政府官员中有多位*产党共**员,许多人因此下台,甚至被*害迫**致死。奥本海默也被盯上,被指控为与*产党共**人合作,包庇苏联间谍,反对制造*弹氢**等。1953年美国政府对他进行审查,在一场著名的听证会上,美国能源委员会安全理事会没有发现其犯有叛国罪,但仍决定他不能再接触军事机密,解除了他的职务。他曾向美国总统杜鲁门表示,“我们科学家的双手沾了血”。

被解职后,奥本海默在普林斯顿大学从事教学工作,美国科学家联合会为对他的审查进行抗议,认为他是麦卡锡主义的牺牲品。肯尼迪担任总统后,建议为他颁发“费米奖”平反;肯尼迪遇刺后,他的继任约翰逊于1963年为奥本海默颁发了费米奖和奖金,但只是形式上的恢复名誉,仍然不允许他介入军事秘密。

▉ 美国天文学家约翰·邓肯(John Duncan)发表了他关于蟹状星云在过去29年的膨胀率的测量结果。他估计蟹状星云由1172年左右的一次超新星爆发形成(比现在被接受的值晚了118年)。

一千只太阳与死神

原载节选 / 《Astronomy》

翻译 / 张冉 编辑 / 怀尘

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