Nicholas Ulrich Mayall (9 de maio de 1906 – 5 de janeiro de 1993) foi um astrônomo observacional norte-americano. Após obter seu doutorado pela Universidade da Califórnia em Berkeley, Mayall trabalhou no Observatório Lick, onde permaneceu de 1934 a 1960, exceto por um breve período no Laboratório de Radiação do MIT durante a Segunda Guerra Mundial.
Durante seu tempo no Lick, Mayall contribuiu para o conhecimento astronômico de nebulosas, supernovas, movimentos internos de galáxias espirais, desvio para o vermelho de galáxias e a origem, idade e tamanho do Universo. Ele desempenhou um papel significativo no planejamento e construção do refletor de 120-polegada (3,0 m) do Lick, que representou uma grande melhoria em relação ao seu telescópio anterior de 36-polegada (0,91 m).
A partir de 1960, Mayall passou 11 anos como diretor do Observatório Nacional de Kitt Peak até sua aposentadoria em 1971. Sob sua liderança, o KPNO e o Observatório Interamericano de Cerro Tololo se desenvolveram como dois dos principais observatórios de pesquisa do mundo, equipados com telescópios de ponta. Mayall foi responsável pela construção do refletor de 4-metro (160 in) de Kitt Peak, que foi batizado em sua homenagem. Quando Mayall faleceu em 1993, suas cinzas foram espalhadas em uma crista vazia no alto de Kitt Peak.
O pai de Mayall, Edwin L. Mayall Sr., era engenheiro de uma empresa de manufatura em Illinois. Sua mãe, Olive Ulrich Mayall, apesar de nunca ter frequentado a faculdade, estabeleceu altos padrões educacionais para Mayall e seu irmão mais novo (Edwin Jr., nascido em 1907). Em algum momento entre o nascimento de seu irmão e 1913, a família mudou-se para a área de Modesto, na Califórnia, onde Mayall iniciou a primeira série. Em algum momento antes de 1917, eles se mudaram novamente, para Stockton, onde permaneceram até 1924 e a formatura de Mayall na Stockton High School (exceto por um breve retorno a Peoria, Illinois durante 1918-1919). Durante este período, provavelmente durante seus anos de ensino médio, os pais de Mayall se divorciaram.
Durante seu último ano escolar, no outono de 1923, Mayall era secretário do clube de ciências da escola e organizou uma visita do clube ao Observatório Lick. Seu pai permitiu que ele usasse seu carro, um Moline Knight, para transportar os membros do clube pela estrada sinuosa de terra e cascalho que levava ao observatório. Esta foi a primeira visita de Mayall ao observatório onde ele passaria grande parte de sua carreira. Após a visita, ele leu todos os livros de astronomia disponíveis nas bibliotecas locais, embora não imaginasse, naquela época, fazer da astronomia sua profissão.
Mayall começou a faculdade no outono de 1924 na Universidade da Califórnia em Berkeley, estudando para obter um diploma em mineração. Ele se estabeleceu com sua mãe em um apartamento na Avenida Durant e trabalhou na biblioteca da UC Berkeley para ajudar a sustentar a ambos. Mayall geralmente se saía bem na universidade e acabou sendo eleito para as sociedades de honra Sigma Xi e Phi Beta Kappa. No entanto, nos exames de meio de período de seu segundo ano, ele obteve notas baixas em mineralogia e laboratório de química. Em uma reunião com o reitor para discutir suas notas, este percebeu que Mayall era daltônico, o que o impedia de observar pequenas mudanças de cor em contas e teste de chama, e também de ver pequenas mudanças de cor em precipitações e titulações. O conselheiro de Mayall recomendou que ele mudasse sua especialização, pois não seria capaz de se formar como engenheiro de minas com tal desvantagem.
A mãe de Mayall o incentivou a estudar o que mais lhe interessasse e a fazê-lo bem, então ele considerou a astronomia como uma alternativa à mineração. Após perguntar a muitos professores do departamento de astronomia se eles gostavam de seu trabalho e se ganhavam um salário satisfatório, e ficando contente com suas respostas, ele se transferiu para a Faculdade de Letras e Ciências para se especializar em astronomia. Isso não o atrasou em seus requisitos de graduação porque quase todos os seus estudos do primeiro ano haviam sido em ciências físicas básicas e matemática. Eventualmente, Mayall descobriu que gostava muito de astronomia e decidiu seguir um curso de estudos de pós-graduação, seguido por uma carreira como cientista pesquisador.
Após se formar em 1928, Mayall decidiu permanecer em Berkeley, que tinha o melhor programa de pós-graduação em astronomia da época. No entanto, ele fez uma pausa na busca por seu diploma avançado e foi trabalhar como calculador humano no Observatório Monte Wilson de 1929 a 1931, onde auxiliou astrônomos eminentes, incluindo Edwin Hubble, Paul W. Merrill e Milton L. Humason. Essa atividade resultou em sua co-autoria de artigos sobre a massa e órbita de Plutão com Seth Barnes Nicholson e outros, logo após a descoberta de Plutão
Mayall retornou a Berkeley em 1931 para prosseguir com os estudos de pós-graduação. Seu tema de tese, sugerido por Hubble, era contar o número de galáxias por unidade de área no céu em função da posição em chapas diretas tiradas com o refletor Crossley no Lick. Isso deveria complementar as contagens que o próprio Hubble estava fazendo usando os telescópios de 60-polegada (1,5 m) e 100-polegada (2,5 m) no Monte Wilson. Mayall concluiu com sucesso sua tese e recebeu seu grau de PhD em 1934. Hubble elogiou Mayall por seu trabalho, embora resultados significativos nunca tenham sido alcançados (nem por Hubble) devido à falta de padrões de magnitude precisos para as galáxias fracas que foram medidas e pela (então não percebida) forte tendência de aglomeração das galáxias.
Enquanto trabalhava em sua tese, Mayall teve a ideia de projetar um pequeno e rápido espectrógrafo sem fenda, otimizado para nebulosas e galáxias. Ele acreditava que, se fosse usado em conjunto com o refletor Crossley, tornaria aquela instalação competitiva para pelo menos parte do trabalho que Humason e Hubble estavam fazendo com os telescópios maiores do Mt. Wilson. Nunca se esperou que competisse com o instrumento de 100-polegada (2,5 m) do Monte Wilson para estrelas ou galáxias elípticas, que têm núcleos condensados e relativamente brilhantes. O espectrógrafo seria usado, em vez disso, para estudar nebulosas gasosas extensas de baixo brilho superficial ou galáxias irregulares. O orientador de tese de Mayall, William Hammond Wright, e o então chefe do programa de espectroscopia estelar do Lick, Joseph Haines Moore, o encorajaram a desenvolver seu espectrógrafo. O dispositivo foi construído pela própria oficina do Observatório Lick e provou ser mais eficiente para objetos extensos de baixo brilho superficial, particularmente na parte ultravioleta do espectro eletromagnético, confirmando assim as expectativas de Mayall. Com o forte encorajamento de Wright, Mayall usou quartzo fundido para fazer óptica transmissora de ultravioleta, enquanto os espectrógrafos do Monte Wilson usavam lentes e prismas de vidro pesado, que absorvem a radiação ultravioleta.
Embora Mayall esperasse se juntar à equipe do Monte Wilson após obter seu doutorado, não havia vagas durante a Grande Depressão. Em vez disso, ele começou sua carreira no Lick, o que foi possibilitado pela renúncia do zelador número dois e Mayall recebendo uma posição de um ano como assistente de observação com deveres de zelador limitados à manutenção das câmaras escuras e à limpeza das salas de instrumentos. No ano seguinte, um dos astrônomos seniores ingressou no departamento de Berkeley e seu salário foi dividido entre Mayall e outro jovem astrônomo, Arthur Bambridge Wyse.
Em 30 de junho de 1934, Mayall casou-se com Kathleen (Kay) Boxall de Los Angeles, que ele havia conhecido durante seus dois anos em Pasadena. Eles moravam em um pequeno apartamento que fazia parte da pequena vila de astronomia no cume do Monte Hamilton, onde todos os astrônomos do Lick residiam naquela época.
Usando seu espectrógrafo recém-construído, Mayall foi o primeiro a determinar as velocidades radiais de muitos nós de gás na Nebulosa do Caranguejo. Usando esses dados e a taxa angular de expansão da nebulosa previamente publicada, ele foi capaz de estimar sua distância. Consequentemente, ele se tornou a primeira pessoa a reconhecer e demonstrar que a Nebulosa do Caranguejo era o remanescente de uma supernova observada e registrada em 1054 (SN 1054), em vez de uma nova clássica. Walter Baade foi fundamental para estimular e aconselhar Mayall após cerca de 1939, assumindo o papel anteriormente preenchido por Hubble.