圍繞星云與星系的世紀天文大辯論

沙普利-柯蒂斯之爭也稱為世紀天文大辯論，是天文學上兩位具有影響力的天文學家哈羅·沙普利和希伯·柯蒂斯就渦旋星云及橢圓星云的本質(zhì)和宇宙的尺度所進行的辯論。辯論中的基本問題是當時所謂的旋渦星云和橢圓星云是在銀河系內(nèi)的小天體，還是在銀河系外巨大且獨立的星系。星云是氣體和塵埃的聚集物。但與此不同的是，由眾多恒星聚集構成的龐大而發(fā)光的“星系”曾經(jīng)被視為一類星云。

假如用性能較差的望遠鏡或肉眼觀察星系，與星云相似，星系也猶如薄紗般舒展的云朵（下圖）。因此，仙女星系也稱為“仙女座星云”。實際上，被稱為“大麥哲倫云” “小麥哲倫云”的天體也不是星云，而是由無數(shù)恒星聚集而成的星系。

在南半球看到的大麥哲倫云（照片中部偏左）和小麥哲倫云（照片上方偏右）。它們看上去好像是一團團模糊的云，但卻不同于普通的星云， 是匯集了無數(shù)星星的星系。

星系與其他的星云不同，它存在于我們居住的銀河之外。認為星系是恒星集團的說法是20世紀初的觀點。與此同期，當時的宇宙觀也發(fā)生了重大改變。

查爾斯·梅西葉（1730～1817）在1784年編寫的星云星團表，即“梅西葉星云星團表”里，也記載了若干星系。例如梅西葉星云星團表的31號，“M31”就是仙女星系。大多數(shù)星系的形狀呈旋渦狀或橢圓狀。因此在很長一段時間里，星系被稱為“旋渦星云”或“橢圓星云”。那時將這樣的天體與其他星云視為同一類。這是由于此時“星系”的概念尚未建立，在那個時候，人們以為我們所說的銀河系就是整個宇宙。

另一方面，在經(jīng)歷了18～19世紀之后，銀河系的結構逐漸明確，威廉·赫歇爾(1738～1822)在1785年提出：銀河系呈圓盤狀，是由眾多恒星聚集而成的。
根據(jù)此后的觀測活動，在人們更詳細地了解了銀河系的結構之后，一些科學家們開始思考旋渦星云及橢圓星云與星系的關系，它們會不會就是龐大恒星的集團（星系）呢？于是在1920年，哈羅·沙普利（1885～1972）和希伯·柯蒂斯（1872～1942）兩人進行了一場大辯論，該辯論非常著名，被稱為“天文學大辯論”。沙普利主張旋渦星云與橢圓星云是存在于銀河系內(nèi)部的天體，柯蒂斯則認為這些天體是存在于銀河系之外的其他星系。

結束這次辯論的是愛德溫·哈勃（1889～1953）。哈勃在1923～1924年間通過對仙女星系中的脈動變星（造父變星）的觀測發(fā)現(xiàn)，該星可以用來測量距離。
愛德溫·哈勃

脈動變星是按特定周期光線強度會發(fā)生規(guī)律變化的恒星。人們發(fā)現(xiàn)，該變化周期與恒星原本的亮度息息相關。如果測定脈動變星的周期，就能求出該恒星原本的亮度。大家普遍認為，離恒星的距離越遠，所看到的亮度就會變得越暗。總之，將脈動變星原來的亮度與看到的亮度相比較，就能知道到該恒星的距離。

由以上觀測推斷出，地球到含有脈動變星的仙女座星云的距離約為68萬光年（現(xiàn)在推算約230萬光年）。這個數(shù)值遠遠大于當時所推算出的銀河系直徑。所以仙女座星云離銀河系很遙遠，那是另一個聚集著恒星的龐大集團（星系）。所以隨后將仙女座星云改名為仙女星系。

以上這些發(fā)現(xiàn)，不僅僅單純地明確星云與星系的不同，也確定了在銀河系之外的宇宙是廣闊存在的。宇宙中還存在著無數(shù)與銀河系相同的星系，成為天文學上一個較大的轉(zhuǎn)折點。
星系從星云中劃分出來了，現(xiàn)在被稱為星云的天體定義為所有氣體和塵埃的聚集物。這種叫法聽上去有些樸素，但實際上，它蘊藏著神秘宇宙中星體從誕生到死亡的過程。