在劉慈欣的科幻小說中有這樣一個情節，當人類終於造出了以赤道為直徑的超級對撞機後，自稱“排險者”的外星人突然出現，警告人類如果啟動此裝置將有毀滅宇宙的危機，人類代表丁儀好奇排險者是如何發現人類在製造危險品的。
排險者回答：“監視地球的儀器發出了警報”
丁儀問：“觸發條件是什麼？”
排險者答：“在約37萬年前，有10個原始人仰望星空的時間超過了危險閾值；一旦有生命認識到這個宇宙奧秘的存在時，那麼距它解開就只有一步之遙了”
是的，仰望星空是我們人類所有探索中最浪漫也最偉大的行為，雖然我們作為個體永遠沒有機會完全瞭解宇宙，但任何一個時刻人類都比過去更瞭解我們所存在的這個無限宏偉的空間。
而哈勃這個名字，曾兩次以極大的距離突破了人類認知的距離極限，兩個30年：1923~1953，1990~2020，人類從未以如此驚人的速度深入星空，縮小自己在宇宙中的定位。
愛德文·哈勃Edwin Hubble
在20世紀初，人類對宇宙的認識已經很久沒有進步了，自從哥白尼提出地球不是宇宙的中心，布魯諾想通每一顆星星都是一個太陽之後，我們的所能觀察到的星空只有一個最大單位——銀河。
那時的人們只知道我們身處銀河之中，銀河擁有超過1000億枚的恆星，直徑大於十萬光年
多麼驚人的數字啊，那這是不是宇宙的全部了呢？
當時有兩派不同意見，一些天文學家認為宇宙已經大到超乎想像了，另一些則認為…或許還遠沒有到極限。
在這其中保守派更多，就算是偉大的愛因斯坦，也傾向於認為宇宙是永恆且有限的。從某種角度來說，這其實是一個更讓人安心的答案，人總是對未知的事物恐懼，如果能讓好奇心過度的人徹底死心，不也是一個美妙結局嗎？
這一次，宇宙獎勵了更勇敢的人兒
那麼……
要如何知道望遠鏡中的一個黯淡的光斑是銀河系內的一顆小恆星還是極遙極遠的一顆大恆星呢？還好，在18世紀天文學家就已經發現了一些特殊的恆星，也正是愛德文·哈勃使用的“量天尺”。
當大質量恆星進入“生命中後期”或普通恆星進入“生命末期時”，會出現週期性的閃爍現象，這些恆星被稱為Cepheid variable stars，中文名叫“造父變星”。
恆星的形態是由其核心發光熱產生的輻射壓力與萬有引力對抗的結果，而末年恆星外層都含有大量的氦，氦在高溫時吸收光的能力更強會減少能量的散失，所以恆星外層會越來越熱，光度也越變越高；但高溫會導致膨脹，膨脹又會讓散熱加速，於是在某個時間膨脹後的恆星外層溫度會大幅變低，光度也隨之變低。失去了多餘的輻射壓力後恆星外層又開始下墜，而這又會讓溫度再次上升。
當恆星膨脹時亮度下降，收縮時亮度上升，這樣週而復始不斷循環，這就是造父變星在天空閃爍的原因了，“造父變星”這個中文名來源於“仙王座δ”，也就是我國古代天文中“二十八宿之危宿造父星官”其中的一顆星，它的光變週期為5天8小時47分28秒
那麼，這些閃爍的恆星對測量宇宙尺度有什麼用呢？
1908年，哈佛大學的 亨麗愛塔·勒維特 發現造父變星的越亮，其光變週期越長；因為我們的宇宙被物理定律束縛著，這就導致巨大的天體其內部活動總是比小天體更遲滯，巨恆星週期性光變的從幾十到上百天不等，而小恆星的光變常常只有幾天到十幾天。
發現了這樣一個規律後，天文學家就可以通過計算掌握光變週期與恆星質量相對較準確的關係，而恆星質量又與恆星亮度呈正相關，也就可以算出此恆星的大致亮度。
這樣思路開始逐漸變得清晰起來，與光源的距離每增加一倍，亮度就會下降為原來的四分之一。當你知道了恆星的真實亮度與觀測亮度後，就可以計算出距離了。
而哈勃要做的，正是從星海中找到一顆光變週期足夠長而又足夠黯淡的恆星。
不得不說，天文學研究與攝影在某些方面有相似之處，雖然不一定要當個器材黨，但氪金水平確實決定了天文學家的能力上限。
當時的哈勃掌管著世界首屈一指的威爾遜山天文臺254釐米反射望遠鏡——“胡克”（資助製造的商人之名命名），他在1923～1924年通過反覆觀測，終於找到了那顆夢寐以求的造父變星——仙女星系（M31）中的M31_V1。
M31_V1的光變週期為30.4天，可見是一枚相當亮的恆星，但它的光線卻十分微弱，視星等只有18.2，人眼所能直接看到的最低視星等為6，每上升一個視星等亮度就要下降60%，也就是說它的光只有視力最好的人在青藏高原上所能看到最黯淡星星亮度的0.00001314，即七萬六千分之一。
哈勃通過計算，得出M31_V1及其所處的仙女星系距離我們超過70萬光年。而公認的銀河系直徑最多不超過20萬光年。
至此，哈勃終結了關於銀河是否即宇宙的爭論，“仙女大星雲”變成了“仙女星系”，我們的銀河系與其平起平坐，變成了廣闊宇宙中的兩座孤島…
保守派的代表，著名天文學家哈洛·沙普利（Harlow Shapley）說：“他摧毀了我的宇宙……”。
是的，當時保守派害怕的是，如果承認銀河外還有星系，那麼至少要將宇宙的直徑增加一倍。而事實上哈勃的計算出了點問題，當時的人們並不知道造父變星其實有兩種，而M31_V1是屬於偏暗的那種，在現在的計算下仙女星系距我們超過250萬光年。
仙女星系的恆星數與發光量約是銀河系的2倍，直徑與銀河系相當，是這個宇宙中離我們最近的大星系，是極遙遠但也最近的，兩萬億枚星系中的近鄰。
那一天，哈勃與勒維特將宇宙的尺度一口氣擴大了50萬光年，第一次認知距離的爆炸就此展開……
哈勃空間望遠鏡Hubble Space Telescope
既然已經承認了宇宙必然遠大於銀河，人類自然急切地想要知道天空到底能有多遠，我們還能找到更遠更遠的星系嗎？
在當時其實已經到達了瓶頸，地面上的望遠鏡無論再怎麼加大直徑，也沒有辦法看清更遠的天空了，面對著深空中那些模糊的斑塊，天文學家望而興嘆。
為什麼呢？
炎炎夏日烈陽當空之時，我們會很容易就能注意到一種現象——遠處的物體如隔著一層水簾一般微微晃動；這與水折射光線的原理一樣，密度不同的空氣也會將光的路徑彎折。
厚厚的大氣層因為重力與溫度的影響上下密度差別極大，會將穿越幾十億光年遠道而來的微弱光子路徑扭曲，所以當望遠鏡的分辨率高到一定數值時，無論如何增加直徑也沒有辦法看到更清晰的圖像了。
那麼這個極限是多少呢？差不多2.5米，正是哈勃當年使用的胡克望遠鏡的直徑。也就是說從20世紀20年代開始，天文學研究的距離極限就已經被摸到了，在直到1992年的60多年中，人類最多隻能看到距離銀河系約70億光年的模糊光斑，我們只是知道它是星系，僅此而已。
是的，直到1992年是因為那一年哈勃空間望遠鏡可以正常運轉了，幾經討論大家一致認為以 愛德文·哈勃 給人類首臺擺脫了大氣層桎梏的望遠鏡命名最適合不過了，哈勃望遠鏡也一定能像哈勃教授一樣再次給人類帶來距離上的飛躍。
不負眾望，哈勃空間望遠鏡將地基望遠鏡的極限分辨率一口氣提升了50倍，從那一刻起，所有迷一樣的光斑都變得清晰起來，人類研究宇宙的紅地毯猛然向前展開了數百米，從來沒有觸及過的深空就在路的兩邊。
而哈勃望遠鏡第一次深深地震撼所有人並不僅僅是提升了分辨率而已，1995年哈勃將鏡頭對準了天空一個看似全黑的點。歷經10天342次的曝光之後，天文學家將獲得的數據進行合成，得到了一張真正意義上顛覆所有人認識的照片：
哈勃深空視場（Hubble Deep Field, HDF）。
這張照片中包含了3000個天體，除了少數單獨的恆星外其它全部！都是！星系！
這不僅僅是觀測距離的爆炸性增長，我們認識中的天體數量也在呈爆炸式增長，大如銀河的宇宙提供的1000億顆恆星已經令很多人感到惶恐不安了，而如今“恆星”被升級為了“星系” ，每個星系又包含少則百萬多則數千億顆恆星。
宇宙之大真的遠遠超出了常人的理解範疇，你真的能感受所謂的1000億與1000億億到底有什麼不同嗎？區別無非是多讀了一聲“億”而已吧……
更震撼的是因為物理定律的束縛，人類認識到我們永遠沒有機會看到宇宙的全貌，空間在加速膨脹，比遠處的光抵達我們的速度更快，每過去一秒都有若干顆從來未被觀測到過的星星永遠地墜入黑暗。
而正是因為膨脹，所以人類看得越遠就看得越早；哈勃可以拍到最遠133億光年外的星系，那是宇宙很早很早星系剛形成不久時放出的光。令人驚歎，小小的人類竟然能直接觀察到星星們的過去，瞭解有關宇宙誕生時的秘密。
如果你還想了解更多，我在這裡推薦觀看西瓜視頻與BBC合作的紀錄片《哈勃三十年：揭示宇宙奇觀》，前所未有地感受這個宇宙的美
感謝你們
2020年4月24日是哈勃升空30週年，最初它的設計壽命是15年，如今超齡服役了1倍時間，在2009年最後一次維護後，哈勃就已經被視做“能幹一天是一天”了。在這28年間哈勃拍攝出了無數令人震撼，驚歎的宇宙圖象；可以這麼說，哈勃在崗的每一天，人類都能比昨天更深入地瞭解宇宙，對“哲學三大問題”產生更清晰的認識。
下一代空間望遠鏡“詹姆斯·韋伯”的升空日期還在推延，垂垂老矣的哈勃徹底失去功能的日子也在無形中接近；即便如此人類對星空探索的步伐依然不會停止，在計算機科學不斷進步的今天，搭載了自適應光學矯正系統的地基望遠鏡也可以達到接近哈勃的觀測能力，也是時候退休了，人類的第一臺也是唯一一臺空間望遠鏡。
無論如何，感謝哈勃教授與哈勃望遠鏡將全人類帶入兩個廣闊的全新世界。“覺宇宙之無窮，識盈虛之有數”，從某種意義上來說，我們能看到多遠，宇宙就有多大
向你們致敬！
