故事的開始應該從位於美國加利福尼亞州帕薩迪附近的威爾遜山天文臺說起，1904年獲得卡耐基研究所資金的海爾開始建造威爾遜山天文臺。1908年60英寸（1.5米）的海爾望遠鏡正式開光啟用，是當時世界上最大的望遠鏡。1917年更大口徑的2.5米（100英寸）胡克望遠鏡落地建成，這架望遠鏡在天文學研究上曾經有著舉足輕重的作用，也成就了偉大的天文學家哈勃。
哈勃 | 圖片來源於Wikipedia
威爾遜山天文臺 | 圖片來源於Wikipedia
60英寸（1.5米）海爾望遠鏡 | 圖片來源於Wikipedia
第一次世界大戰結束後的1919年，已經是少校的哈勃獲威爾遜山天文臺臺長海爾聘用。哈勃在1910年獲芝加哥大學理學學士學位，1917年哈勃於芝加哥大學的葉凱士天文臺獲天文學博士學位，所以威爾遜山天文臺首任臺長海爾聘用哈勃是理所當然。
從哥白尼提出日心說，開普勒、伽利略等其他科學家研究了太陽系，認為太陽可作為銀河系的中心。與此同時，對於一個多世紀前的人類來說，銀河系相當於整個宇宙，而對於我們究竟在宇宙中什麼位置，以及是否存在其他星系或者類似於銀河系的星系一無所知。基於太陽是不是銀河系的中心和銀河系是不是宇宙中心這兩個觀點，人類迫切需要可靠的觀測證據才能得到科學界的認同。要回答以上兩大問題，首先要知道銀河系有多大，在丈量銀河系的過程中，科學家探索到了一種新的標準，就是對變星的研究。在丈量銀河系和天體距離方面，天琴座RR變星和造父變星的作用尤為突出。通過確認一顆天琴座RR變星或造父變星，就可以得到它的光度，也可以觀測它的視亮度，根據平方反比關係可以計算距離。1918年，天文學家沙普利通過對這種變星大量的觀測研究，推斷出了銀河系的大小和尺度，以及我們在銀河系中的位置。與沙普利同時期的天文學家柯蒂斯認為旋渦星雲也是與銀河系類似一樣的其他星系，而沙普利否認柯蒂斯的觀點，柯蒂斯也否認沙普利丈量的銀河系尺度。打破這一僵局的正是哈勃在威爾遜山天文臺使用的口徑為2.5米的反射式光學望遠鏡證明了仙女座星雲是一個位於銀河系之外數百萬光年的真實星系。
100英寸（2.5米）胡克望遠鏡 | 圖片來源於Wikipedia
當波源相對於觀測者運動時，就會產生波頻率的觀測變化，我們把這種經典物理現象稱為多普勒頻移。當天文學家使用光譜儀設備拍攝到一顆恆星或者變星的光譜後，再將它與實驗室元素譜線對比，就可以知道其中含有的元素，以及譜線的移動。同理天文學家使用這種研究方法研究星系的紅移，譜線的紅移代表星系是遠離我們的，天文學家拍攝了大量的星系的光譜，發現光譜是紅移的。多普勒紅移與星系的距離成正相關，即距離越遠，紅移越大。使用多普勒效應可計算星系的退行速度，也就是遠離或者靠近我們的速度。
通過平方反比關係天文學家知道星系距離，由多普勒頻移科學家可以知道退行速度，20世紀20年代哈勃首次給出了退行速度與距離的關係圖，後來命名為哈勃圖。從哈勃圖我們可以知道距離與退行速度成正比關係，稱為哈勃定律。 V=H0*d，其中V代表退行速度，H0為哈勃常數，d為星系距離。
哈勃圖 | 圖片來源於百度
為紀念哈勃在天文領域所做的巨大貢獻，美國航天航空局（NASA）在1990年4月24日發射一臺空間望遠鏡，命名為哈勃空間望遠鏡（Hubble Space Telescope）。2020年4月24日已經是哈勃空間望遠鏡升空工作三十年，這遠遠超過了使用期限。作為一名天文工作者，我選取了關於哈勃其中一方面的故事作為科普寫了這篇文章，以紀念偉大的天文學家哈勃。
哈勃空間望遠鏡 | 圖片來源於Wikipedia
參考文獻：
Astronomy Today, Eric Chaisson , Steve McMillan
http://www.stsci.edu/hst
https://encyclopedia.thefreedictionary.com/
https://apod.nasa.gov/apod/astropix.html
