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霍尔顿·阿尔普

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Halton Arp
2000年10月摄于英国伦敦
出生(1927-03-21)1927年3月21日
 美国纽约州纽约市
逝世2013年12月28日(2013岁—12—28)（86岁）
 德国巴伐利亚慕尼黑
居住地 德国
国籍 美国
母校哈佛大学
加州理工学院
知名于内禀红移
特殊星系图集
科学生涯
研究领域天文学
机构帕洛马山天文台
马克斯·普朗克天体物理研究所
博士导师沃尔特·巴德

赫顿·克里斯蒂安·“奇普”·阿普（英语：Halton Christian "Chip" Arp，1927年3月21日—2013年12月28日），美国天文学家，以制作出版于1966年的《特殊星系图集》而闻名，后来知道该图集内收录的大多数星系是正进行交互作用与合并中的星系。阿普也因为是大爆炸理论的批评者而为人所知。并且他致力于提倡非标准宇宙学（英语：Non-standard cosmology）的内禀红移。

生平

阿普（右）与他的两位孙子，2008年。

阿普于1927年生于美国纽约[1]。他于1949年在哈佛大学的哈佛学院获得学士学位，1953年获得加州理工学院博士学位。获得博士学位后同年进入卡内基研究所（英语：Carnegie Institution for Science）担任卡内基研究员，并在威尔逊山天文台和帕洛马山天文台进行研究。1955年阿普进入印第安纳大学布鲁明顿分校任职，1957年进入帕洛马山天文台任职29年。1983年阿普前往德国，进入位于慕尼黑的马克斯·普朗克天体物理研究所任职。2013年12月28日阿普在慕尼黑逝世[2]。

特殊星系图集

阿普编辑了收录一系列形态特殊星系的目录，即《特殊星系图集》，并于1966年首次出版[3]。阿普知道当时天文学界对这些星系的形态随时间变化得如此特殊的机制所知甚少，因此他的这项研究让他成为这方面的领导人物。该图集提供星系的影像资料让天文学家得以研究星系的演化。阿普之后使用该图集作为类星体相关议题辩论的证据。

基于其他天文学家所引用的数量，阿普的图集现在被认为是关于交互作用或合并中星系相当优异的影像资料汇编。该图集中的大部分星系都编有所谓的阿普序号。许多天体（尤其是阿普220）也被用来作为高红移星系的光谱范例[4]。

类星体与红移

类星体定义

在1950年代已发现数个明亮的无线电波源，但并未发现其可见光对应天体。1960年时其中一个电波源3C 48被发现与一个“蓝色小恒星”有关连。但是对该“恒星”的光谱量测却发现它包含了以各种方式尝试都无法定义的谱线；约翰·葛谭比·博尔顿（英语：John Gatenby Bolton）提出这些谱线来自高红移天体[5]，但并未被广泛接受。

1963年马尔滕·施密特发现了电波源3C 273的光学对应体，并且以海尔望远镜发现了与3C 48一样特殊的光谱。不过发现的谱线可以被解释为氢的光谱，只是谱线位置位移高达15.8%。如果谱线移动是因为“恒星”的移动，它的速度将高达47,000 km/s，远超过已知恒星移动的速度，也无法解释最初所侦测到的强大电波源是如何发生。施密特指出红移和宇宙膨胀相关连，并符合哈勃定律。如果量测到的红移是因为宇宙膨胀造成，那么让天文学家困惑的天体必定距离极为遥远。在这种状况下的天体必须有异常高的光度，并且超过任何先前所见的天体，不过这种极高的光度也同时能解释它是强大无线电波源。施密特最后总结类星体是距离极远，并且光度极高的天体[6]。

施密特对高红移的解释在当时并未被广泛接受。而另一个当时被接受的理论则是量测到了重力红移[7]，这必须是要极为巨大天体才能解释其极高光度。但是，能产生如此高重力红移的巨大恒星其质量将会超越林极限。在当时另外有其他高红移机制的解释，但每个都有无法解释的问题。

阿普对类星体的解释

1966年阿普出版的《特殊星系图集》包含了338个邻近星系影像，并且这些星系的形状让它们无法被分类为任一典型的星系形态。阿普的目标就是要建立一个可用来测试星系形成理论模型的选择。透过对这些收录的图集测试，我们很快就可看到一个特定的理论如何建立。

阿普的图集中编号1到101号的天体是寻常外观的星系，却有由来不明的小型伴星系存在。1967年阿普注意到这些天体中有数个出现在类星体列表中。在一些影像中类星体是当时已知星系的前景天体；而在另一些影像中类星体和星系两者似乎是有关连的，这暗示两者的距离非常接近。如果是这样的话，天体的红移是因为哈伯膨胀造成，并且有关连的类星体和星系其红移值必须相近。但是，这些星系的红移值远低于类星体。阿普称这些天体的红移与哈伯膨胀或天体的移动无关，而是因为非宇宙尺度或内禀状态造成[8]。

阿普也注意到类星体并非平均分布于天球各区域，而是发现于和特定星系间隔小角度的范围内。这个状况下这些类星体应该会和邻近星系有某种程度的关连。阿普假设类星体是在距离银河系不远处，并有物质从中心喷出的活动星系核。因此他认为类星体是有强烈无线电波辐射和特殊形状的邻近星系，尤其是半人马座A和M87的状况似乎支持阿普的假说[9]。

阿普在他的书中以他对类星体的研究提出他认为大爆炸理论是错误的理由。并且阿普认为量化红移（英语：redshift quantization）是这些星系高红移的原因[10]。

批评

阿普最初在1960年代提出他的理论，但是在他提出自己的理论后，望远镜和其他天文仪器观测能力大幅上升。哈伯太空望远镜发射，并有凯克天文台等多座口径8到10米的大型望远镜建成，而 CCD 等更先进的侦测器也被广泛使用。天文学家使用这些新望远镜和仪器更进一步观测类星体，因此类星体今日已被普遍接受是高红移的遥远星系。此外，哈勃深空等许多天文摄影观测发现许多高红移天体并非类星体，其形状反而看起来类似邻近的一般星系[11]。而且修正了红移造成的影响后，高红移星系的光谱从X射线到无线电波都和邻近星系的光谱相符合[12][13][14]。当最近的观测收集到比以往更多数量级的资料后，直接检验阿普的假设变得简单。最近的一项研究指出：

"... 使用史隆数位巡天和2度视场星系红移巡天公开的资料检验类星体是从活跃星系喷出，并且有周期性非宇宙尺度红移的假设。根据两种不同内禀红移模型，（中略）发现在预测的频率 log(1+z) 之中并没有周期性或其他频率的证据。"[15]

尽管如此，阿普反对大爆炸理论的立场从未改变，并且直到去世前不久仍发表文章陈述和流行观念与科学文献相反的观点[16][17]。而他经常和杰佛瑞·伯比奇（2010年逝世）以及玛格丽特·伯比奇夫妻两人合作[18]

奖项与荣誉

1960年阿普获得美国天文学会海伦·B·华纳天文奖（英语：Helen B. Warner Prize for Astronomy），该奖项每年颁发，授予“过去五年内对观测或理论天文学有显著贡献的天文学家”[19]。同年他因为个人演讲《The Stellar Content of Galaxies》获得美国科学促进会纽科姆·克利夫兰奖（英语：Newcomb Cleveland Prize）[20]。1984年获得德国亚历山大·冯·洪堡基金会（德语：Alexander von Humboldt-Stiftung）洪堡奖（英语：Humboldt Prize）[21]。

家庭

阿普曾结婚三次，第三任妻子玛丽－海伦娜·阿普（Marie-Helene Arp）也是天文学家，育有四女五孙[1]。

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Halton C. Arp, Astronomer Who Challenged Big Bang Theory, Dies at 86. [2014-01-30]. （原始内容存档于2021-05-13）. 
  2. ^ Big-bang-defying giant of astronomy passes away. [2014-01-30]. （原始内容存档于2019-04-23）. 
  3. ^ H. Arp. Atlas of Peculiar Galaxies. Astrophysical Journal Supplement. 1966, 14: 1–20. Bibcode:1966ApJS...14....1A. doi:10.1086/190147. 
  4. ^ SPIRE SPECTRUM OF ARP 220. [2014-02-02]. （原始内容存档于2019-08-29）. 
  5. ^ Kellermann, K. I. John Gatenby Bolton (1922-1993). Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 1996, 108: 729–737. Bibcode:1996PASP..108..729K. 
  6. ^ Maarten Schmidt. 3C 273: a star-like object with large red-shift. Nature. 1963, 197 (4872): 1040–1040. Bibcode:1963Natur.197.1040S. doi:10.1038/1971040a0. 
  7. ^ Zapolsky, Harold S. Can the Redshifts of Quasi-Stellar Objects BE Gravitational?. Astrophysical Journal. 1968, 153: L163–L169. Bibcode:1968ApJ...153L.163Z. doi:10.1086/180244. 
  8. ^ Mauro D'Onofrio; Paola Marziani; Jack W. Sulentic. Fifty Years of Quasars: From Early Observations and Ideas to Future Research. Springer. September 12, 2012: 61-81. ISBN 978-3642275630 （英语）. 
  9. ^ H. Arp. Peculiar Galaxies and Radio Sources. Astrophysical Journal. 1967, 148: 321–366. Bibcode:1967ApJ...148..321A. doi:10.1086/149159. 
  10. ^ Arp, Halton, "Additional members of the Local Group of galaxies and quantized redshifts within the two nearest groups （页面存档备份，存于互联网档案馆）" (1987) Journal of Astrophysics and Astronomy (ISSN 0250-6335), vol. 8, Sept. 1987, p. 241-255.
  11. ^ S. P. Driver, A. Fernandez-Soto, W. J. Couch, S. C. Odewahn, R. A. Windhorst, S. Phillips, K. Lanzetta, A. Yahil. Morphological Number Counts and Redshift Distributions to I<26 from the Hubble Deep Field: Implications for the Evolution of Ellipticals, Spirals, and Irregulars. Astrophysical Journal. 1998, 496 (2): L93–L96. Bibcode:1998ApJ...496L..93D. arXiv:astro-ph/9802092 可免费查阅. doi:10.1086/311257. 
  12. ^ W. J. Couch, R. S. Ellis, J. Godwin, D. Carter; Ellis; Godwin; Carter. Spectral energy distributions for galaxies in high redshift clusters. I - Methods and application to three clusters with Z = 0.22-0.31. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1983, 205: 1287–1312. Bibcode:1983MNRAS.205.1287C. 
  13. ^ Postman, L. M. Lubin, J. B. Oke. A Study of Nine High-Redshift Clusters of Galaxies. II. Photometry, Spectra, and Ages of Clusters 0023+0423 and 1604+4304. Astronomical Journal. 1998, 116 (2): 560–583. Bibcode:1998AJ....116..560P. arXiv:astro-ph/9805155 可免费查阅. doi:10.1086/300463. 
  14. ^ R. S. Priddey, R. G. McMahon. The far-infrared-submillimetre spectral energy distribution of high-redshift quasars. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2001, 324 (1): L17–L22. Bibcode:2001MNRAS.324L..17P. arXiv:astro-ph/0102116 可免费查阅. doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04548.x. 
  15. ^ Tang, Su Min; Zhang, Shuang Nan, "Critical Examinations of QSO Redshift Periodicities and Associations with Galaxies in Sloan Digital Sky Survey Data", in The Astrophysical Journal, Volume 633, Issue 1, pp. 41-51 (2005) arXiv e-print （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  16. ^ H.C. Arp official website:articles. [2014-01-30]. （原始内容存档于2011-05-16）. 
  17. ^ Fulton, C.C.; H.C. Arp. The 2dF Redshift Survey. I. Physical Association and Periodicity in Quasar Families. ApJ. July 18, 2012, 754 (2): 134. Bibcode:2012ApJ...754..134F. doi:10.1088/0004-637X/754/2/134. 
  18. ^ Smithsonian/NASA ADS Custom Query Form. Results for "Arp, H". [September 3, 2006]. （原始内容存档于1999-01-16）. 
  19. ^ Helen B. Warner Prize for Astronomy. [2014-02-01]. （原始内容存档于2013-05-30）. 
  20. ^ About the AAAS: History & Archives （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  21. ^ Juan Miguel Campanario and Brian Martin, "Challenging dominant physics paradigms （页面存档备份，存于互联网档案馆）" (2004) Journal of Scientific Exploration, vol. 18, no. 3, Fall 2004, pp. 421-438.

著作

外部链接

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