大論争 (天文学)
天文学者ジョージ・ヘールは、亡き父親を讃えるべく、1914年から毎年ヘール講義と呼ばれる講義を主催していた。その講義では科学者の興味を引くような話題を取り上げていた。1920年、ヘールは、米国科学アカデミーの年次総会でこの講義を開こうと考え、アカデミーに提案した。
講義のテーマについて、ヘールは、当時話題となっていた相対性理論と島宇宙説の2つを考えていた。しかしアカデミー会員のチャールズ・アボットは、相対性理論は難しすぎるとして、さらに、「科学が進歩して相対性理論を四次元を越す空間に送り出し、再びそこから戻って私たちを悩ませることのないよう、神に祈ります」などと言って却下した。島宇宙説のほうも、聴く人が興味を示さないのではないかと難色を示した。代わりにアボットは、氷河期の原因についてか、あるいは動物学や生物学に関するテーマにしたらどうかと提案したが、最終的にはヘールの判断により、宇宙の大きさについての討論会を開くことに決まった。
討論会の参加者は、シャプレーとカーチスに決まった。当時シャプレーは35歳で、カーチスは47歳。
渦巻星雲が天の川銀河とは別の銀河であるとする根拠をいくつか挙げ、その1つとして、ヴェスト・スライファーが1917年に発表した渦巻星雲の移動速度の研究を取り上げた。スライファーの観測によれば、渦巻星雲は平均で秒速500キロメートル、最も速いものだと秒速1100キロメートルの速さで移動している。これは天の川銀河内にある他の恒星などと比べて極めて速い。そのためこのような速さで動く天体が天の川銀河系の中に存在するとは考えられないと主張した。
カーチスは最後に、渦巻星雲が発見される場所に偏りがあることに触れた。渦巻星雲は円盤状をした天の川銀河の上下方向に集中しており、円盤部分(銀河面)には見つかっておらず、星雲の無い空間は星雲欠如領域と呼ばれていた。カーチスは、この領域で星雲が見つからないのは天の川銀河にある宇宙塵に遮られているからだと述べた。
さらに、星の測光標準の改正などもあって、現在はアンドロメダ銀河までの距離は約230万光年とされている。
一方で、銀河系の大きさと構造については、カーチスよりもシャプレーの説の方が正解に近かったことが分かっている。カーチスの主張した3万光年という直径はカプタイン宇宙を大きな根拠としているが、これは望遠鏡で観測した星の距離を測ったうえで、星の空間密度分布から銀河系の大きさを求める方法だった。しかし実際には、銀河系内にある星間物質が光を吸収するため、望遠鏡では太陽系からみて遠くの星が観測しにくくなっていた。そのためカプタインは銀河系の大きさを実際より小さく見積もり、さらに太陽系は銀河系の中心近くにあるという結果を導き出すことになった。現在では、天の川銀河は直径約15万光年で、太陽系は銀河系の中心から2万8000光年離れた位置に存在するとされている。
それに対してシャプレーの考えた30万光年の銀河系は、逆に大きすぎる値だった。これは、シャプレーが遠くの星の明るさから距離を測定する際に、銀河系の宇宙塵が光を吸収する効果を考慮に入れなかったため、これらの星が実際より遠くにあると計算してしまったことによる。しかし、ケフェイド変光星を使って距離を求めるという方法自体は正しく、また、太陽は銀河系の中心から離れた位置にあるという主張も正しいものであった。この点について、シャプレーは、太陽は宇宙の中心ではないことを示したとして、ニコラウス・コペルニクスになぞらえる形で評価されている。
以上のように、2人の主張はどちらも部分的には正しく、部分的には間違っているという結果に終わった。