威尔逊山天文台：让爱因斯坦夜不能寐的惊人发现

  1930年12月的一天，在德国柏林，时值隆冬，北风呼啸。著名物理学家爱因斯坦新婚燕尔，但他无暇和妻子享受蜜月的甜蜜，他要马上去美国加利福尼亚州（以下简称加州）。爱因斯坦去加州可不是为了度蜜月，在他看来，有一件事的优先级比度蜜月要高得多。

  在民航还没有普及的年代，从德国前往地球对面的美国，可不是趟轻松的旅程。为了到达位于美国西海岸的加州，爱因斯坦先从德国坐火车到比利时，然后在安特卫普港坐船，一路向西渡过大西洋到达美国纽约。短暂停留之后，爱因斯坦从美国纽约又乘船南下，沿着东海岸进入巴拿马运河，再穿过运河，到达太平洋，继续沿太平洋东岸北上，历时一个月，这才终于抵达了加州的洛杉矶。

  这是爱因斯坦第二次来美国，也是他第一次踏足美国西海岸。他千里迢迢来到加州，是受加州理工学院邀请而进行学术访问。但是对爱因斯坦来说，还有一个很重要的私人目的，就是先去参观一个地方，后拜会一个人，这个地方就是位于加州的威尔逊山天文台，而他要拜访的人，则是美国传奇天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble，1889—1953）。

  哈勃在威尔逊山天文台的观测发现，不仅刷新了爱因斯坦的认知，也刷新了人类对宇宙的认知。威尔逊山天文台也因为这项发现而在整个人类天文学史上留下了浓墨重彩的一笔。

  1904年，被誉为现代太阳观测之父的美国天文学家乔治·埃勒里·海耳（George Ellery Hale，1868—1938）来到了位于加州洛杉矶东北部的威尔逊山。他一眼就相中了这块宝地，为什么呢？因为威尔逊山所在的区域上空有一种比较罕见的大气现象，称为逆温层。通常情况下，气温会随着海拔的升高而降低，但基于一些复杂的成因，有些地方则刚好反过来，这就是逆温层。

  逆温层带来的一个最大好处就是大气非常稳定。威尔逊山是整个北美地区大气最稳定的区域之一，特别有利于天文观测。

  海耳发现这块宝地后，马上把一台当时世界上最先进的天文望远镜，从叶凯士天文台搬了过来。就这样，威尔逊山天文台正式成立了。

  天文台成立后，海耳率领科研团队投入了对太阳的观测研究，就是在这里，他证明了太阳黑子是太阳强磁场的中心。这也是人类首次探测到地球以外的天体磁场。但是很快，海耳就嫌望远镜的口径太小。对天文学家来说，对望远镜口径的追求是无止境的，多大都嫌不够。

  海耳除了做科研是一把好手外，还有另一项天赋，即他拉赞助同样是一把好手。他很快就说服了当地富商为天文台捐钱。1908年，威尔逊山天文台建成了当时世界上最大的天文望远镜。

  有了这台世界上最先进的望远镜，威尔逊山天文台一下子成了香饽饽。世界各地的研究者慕名而来。其中就包括传奇天文学家哈勃。

  哈勃早年在叶凯士天文台做研究，自从海耳把望远镜搬到了威尔逊山，又建成了新的大望远镜，他就成了威尔逊山的常客。哈勃是一个精力无限的年轻人，不但在芝加哥大学双修天文学和数学，还热爱拳击。研究生毕业时，他可以选择天文学或者数学，也可以选择成为一名职业拳击手。不过，最终哈勃还是投身天文学事业，这是天文学爱好者们的幸运。

  在哈勃开始投身天文学的时代，学界的主流观点认为，银河系就是整个宇宙，宇宙的大小就是银河系的直径，所有的天体要么靠近银河系中心，要么跟我们的太阳系一样，处在银河系的边缘。

  不过，也存在一些不同的声音。其实早在17世纪，天文学家们就发现了夜空中有一种螺旋形的星云。今天我们每个天文爱好者都知道这些星云其实就是一个星系，但早期的天文学家不可能轻易想到这些在望远镜中看上去像一片雪花般的星云其实是一个星系。等到天文学家们发现银河系的形状是螺旋形之后，才开始有一些人怀疑那些螺旋形的星云会不会也是一个跟银河系一样的星系呢！

  假如这种观点是正确的，那就是说，我们的宇宙并不是只有银河系，在银河系之外还有星系，这就等于颠覆了人类的宇宙观，是了不起的大事。但问题是，非同寻常的主张需要非同寻常的证据，光有大胆的猜想是不够的，科学结论需要的是证据。

  历史把解决这个问题的重任交到了哈勃手里。到底该如何找到证据呢？这个问题困扰着哈勃。