WHEN ｜ 時代背景1912年、タイタニック号が沈み、明治が大正に変わった年に、物差しが生まれた

1912年は、世界が大きく揺れた年でした。4月にはタイタニック号が北大西洋に沈み、日本では7月に明治天皇が亡くなって、元号が大正に変わります^⑪。その年の3月、ハーバード天文台の小さな報告書に、のちに宇宙の大きさを測る物差しになる1行が載りました^①。

1923年の秋。日本は9月1日の関東大震災から立ち直ろうとしていました^⑫。同じ10月、ドイツのミュンヘンでは、世界で初めての光学式プラネタリウムが公開されます^⑫。部屋の天井に星空を映す機械が生まれたその月、アメリカの山の上では、本物の星空の中に「天の川の外」が見つかろうとしていました^②。

そして1929年。ハッブルが宇宙の膨張を示す論文を出したその秋、ニューヨークの株価が大暴落し、世界恐慌が始まります^④⑬。

物差しを作った人と、それで測った人は、どんな人だったのか？

WHO ｜ 挑戦者時給30セントの「計算手」と、法律を学んだ天文学者

ヘンリエッタ・スワン・リーヴィットは1868年、アメリカのマサチューセッツ州に生まれました^⑨。1902年からハーバード天文台で、「計算手」として働きます。望遠鏡で撮ったガラスの乾板を1枚ずつ見て、星の明るさを測る仕事です。時給は0.30ドル。天文台の女性は、望遠鏡を操作しませんでした^⑨。

リーヴィットの持ち場は、南半球の空に見える「マゼラン雲」という星の集まりでした。何年も撮りためた乾板を比べ、明るさが変わる星を探していく。1908年、その数は1,777個になりました^①⑨。その途中で、彼女は気づきます。明るい変光星ほど、明るさが変わる周期が長い^⑨。病気で耳が次第に聞こえなくなっていく中での仕事でした^⑨。

（年齢は生年月日からの計算）

エドウィン・ハッブルは、その21年後の1889年、ミズーリ州に生まれます^⑧。シカゴ大学で数学や天文学を学んだあと、イギリスのオックスフォードで3年間、法律を学びました。死の床にあった父との約束だったと伝わります^⑧。でも、結局は天文学に戻り、第一次世界大戦で陸軍に志願したあと、1919年にウィルソン山天文台へ。そこには、当時世界最大の100インチ望遠鏡がありました^⑧。

望遠鏡を操作しない計算手と、世界最大の望遠鏡を使う天文学者。立場も世代も違う2人の仕事が、1本の線でつながります。

主な成果　転落・対立

1. ヘンリエッタ・スワン・リーヴィット
2. 18680歳マサチューセッツ州　7月4日に生まれる^⑨
3. 189223〜24歳ハーバードの女子部　学士になる^⑨
4. 190233〜34歳ハーバード天文台　乾板の星の明るさを測る「計算手」に。時給0.30ドル。天文台の女性は望遠鏡を操作しなかった^⑨
5. 190839〜40歳マゼラン雲の変光星1,777個の目録。明るい星ほど周期が長いことに気づく^①⑨成果
6. 191243歳小マゼラン雲の25個で「明るさと周期の注目すべき関係」を発表^①⑨成果
7. （時期不明）病気で、耳が次第に聞こえなくなっていった^⑨
8. 192153歳12月12日、胃がんで死去^⑨転落
9. エドウィン・ハッブル
10. 18890歳ミズーリ州　11月20日に生まれる^⑧
11. 1910年まで〜20歳シカゴ大学　数学・天文学・哲学を学ぶ^⑧
12. 1910年代20代オックスフォード　ローズ奨学生として3年間、法学を学ぶ。死の床にあった父との約束だった^⑧
13. 1917〜191927〜29歳陸軍　博士論文を急いで仕上げ、陸軍に志願。少佐まで^⑧
14. 191929〜30歳ウィルソン山天文台　当時世界最大の100インチ（2.5m）望遠鏡を使う。亡くなるまでここにいた^⑧
15. 192333歳アンドロメダの乾板に「VAR!」^②③成果
16. 192939歳遠い銀河ほど速く遠ざかる^④⑤成果
17. 195363歳カリフォルニア州　9月28日、脳血栓で死去^⑧転落

その線の上で、何が見つかったのか？

WHAT ｜ 達成した事起こし物差しが1本、宇宙が2回、大きくなった

1枚目がリーヴィットの物差しです。1912年の報告には、こう書かれています。

「これらの変光星の明るさと周期の長さの間に、注目すべき関係が見られるだろう」^①

報告の冒頭には「ミス・リーヴィットが用意した」とあり、署名はピッカリングでした^①。

2枚目で、宇宙は1回目の拡大をします。ハッブルはアンドロメダ星雲の中にケフェイドを見つけ、その周期から距離を出しました。答えは、天の川のどの星よりもずっと遠い。アンドロメダは、天の川の中の雲ではなく、天の川と同じような別の銀河だったんです^②⑧。1924年11月23日にニューヨーク・タイムズが報じ、1925年1月1日、アメリカ天文学会で発表されました^⑧。

3枚目で、宇宙は2回目の拡大をします。その別の銀河たちが、遠いものほど速く遠ざかっている^④⑤。宇宙は止まった入れ物ではなく、膨らんでいるのかもしれない。そう読める関係でした。ただ、ハッブル自身はそこまで言い切りませんでした（HOW で）。

アンドロメダの乾板に「N」と書いた星を前に、あなたならどうする？

HOW ｜ 泥沼の攻略法「同じ距離にある星」が、物差しを作った

スライドの中身：出典の事実をもとにした再構成です（本人の発表の記録ではありません）。

まず目を向けたいのは、リーヴィットの「同じ距離」という発想です。星の明るさから距離を出したいのに、距離が分からないから明るさも分からない。ぐるぐる回る問題です。リーヴィットはこれを、「すでに同じ距離にあると分かっている星の集まり」を使って断ち切りました。小マゼラン雲の星は、どれも地球からほぼ同じ距離にある。だから、その中で明るく見える星は、本当に明るい星なんです^⑨。こうして、周期と本当の明るさの関係だけを取り出せました^①。

ただ、この関係だけでは「何倍遠いか」しか分かりません。何光年なのかを言うには、どこか1か所で本当の距離を知る必要がある。その目盛りを付けたのが、1年後のヘルツシュプルングでした^⑨。物差しは、ここで1人目から2人目へ渡ったんです。

そして3人目がハッブルです。「N」を付けた星を、同じ場所を撮ったほかの乾板と比べたハッブルは、それが新星ではないと気づきます。N を消し、「VAR!」（変光星）と書き直しました。ケフェイドだったんです^②③。アンドロメダの中にケフェイドが見つかれば、周期を測るだけで本当の明るさが分かる。見かけの明るさと比べれば、距離が出る^⑧⑨。答えは、天の川の外でした。

1929年の論文で、ハッブルはさらに一歩進みます。銀河の距離を見積もり、その銀河が遠ざかる速さと並べました。速さの多くは、スライファーが測っていたものです^④⑤。距離の分かる銀河は24個。ほかに速さだけ分かっている22個を合わせて46個^④⑤。24個の全部でケフェイドが見えたわけではありません。距離は、銀河の中に見える星や、銀河の群れの平均の明るさから見積もり、ケフェイドの物差しはその目盛り合わせに使われました^⑤。のちに、この距離は7倍ほどずれていたと分かります。それでも「遠いほど速い」という関係は残りました^⑤。並べてみると、遠い銀河ほど速く遠ざかっていました。

ハッブル自身は、論文でこう書いています。

「これほど少なく、偏った材料にしては、結果はかなりはっきりしている」^⑤

ハッブルは慎重でした。1931年の手紙では、「相関の経験的な性格を強調するため、『見かけの』速度という言葉を使う」と書いています^⑧。測ったのは「遠いほど速い」という関係まで。宇宙が本当に膨らんでいるのかどうかを言い切ることは、避けていたんです。

この物差しの話は、どこで報われ、どこで報われなかったのか？

WHY ｜ なぜそれが凄かったのか「直接は測れない」を、「別の人の物差し」で越えた