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如何測(cè)量天體與地球之間的距離,? | 問(wèn)答 | 問(wèn)答 | 果殼 科技有意思

 zsw77792 2020-08-10

測(cè)量天體距離,,如果詳細(xì)來(lái)說(shuō)的話,內(nèi)容足夠?qū)懗龊窈褚槐緯?,所以這里只能簡(jiǎn)單介紹一下,。對(duì)于太陽(yáng)系內(nèi)的天體,,現(xiàn)在人類已經(jīng)在月亮上安置了激光反射鏡,隨便都可以用一束激光來(lái)測(cè)量月亮到地球的距離,。其他行星和小天體,,我們也可以根據(jù)天體力學(xué)等數(shù)據(jù)計(jì)算出它們到地球的距離。

而在太陽(yáng)系外,,主要是測(cè)量恒星到我們的距離,。@yaodi 說(shuō)的視差測(cè)距法,是天文學(xué)家手中掌握的最精確的量天尺,,但它只能測(cè)量距離較近的恒星,。太遠(yuǎn)的恒星,因?yàn)榈厍蛭恢米兓鴮?dǎo)致的視差會(huì)小到測(cè)量不準(zhǔn),,所以天文學(xué)家只能另想辦法,。好在,除了視差,,我們還有別的辦法可以測(cè)量距離,。

對(duì)于本身一樣亮的兩點(diǎn)燭光,如果看起來(lái)一亮一暗,,那我們就能知道,,暗的燭光距離我們一定比亮的燭光更遠(yuǎn)。同樣的道理,,對(duì)于本身一樣亮的兩顆恒星來(lái)說(shuō),,暗的恒星離我們要比亮的恒星更遠(yuǎn)。但問(wèn)題在于,,恒星自身的亮度是千差萬(wàn)別的,,我們無(wú)法知道一顆恒星看起來(lái)明亮,是因?yàn)樗鼈冸x我們較近,,還是因?yàn)樗鼈儽旧砭透髁痢?/p>

但有一些恒星,,它們本身的明亮程度,天文學(xué)家可以通過(guò)一些觀測(cè)數(shù)據(jù)確定下來(lái),,這樣的天體被稱為標(biāo)準(zhǔn)燭光,。造父變星就是這樣一種標(biāo)準(zhǔn)燭光,天文學(xué)家根據(jù)我們看到它們的亮度,,就能測(cè)出它們及其所在的星系到我們的距離,。哈勃當(dāng)年就是憑借一些造父變星,測(cè)出了仙女座大星云到我們的距離,,發(fā)現(xiàn)這一距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了銀河系的大小,從而確定銀河系之外還存在許多跟銀河系一樣的星系,。

對(duì)于距離更遠(yuǎn),、遠(yuǎn)到看不清楚其中恒星的星系,,造父變星也無(wú)能為力了。好在哈勃還作出了另外一個(gè)發(fā)現(xiàn),,那就是哈勃定律,。哈勃發(fā)現(xiàn),距離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系(這是他用造父變星測(cè)出來(lái)的),,它遠(yuǎn)離我們而去的速度也就越快,,而這個(gè)速度是很容易測(cè)量的——確切地說(shuō),是測(cè)量星系的紅移,,篇幅原因,,不細(xì)說(shuō)。因此,,對(duì)于更遙遠(yuǎn)的星系,,天文學(xué)家通常是用紅移來(lái)替代距離,一般來(lái)說(shuō),,紅移越大,,距離也就越遠(yuǎn)。

當(dāng)然,,對(duì)付那些非常遙遠(yuǎn)的星系,,天文學(xué)家還有一種可遇不可求的測(cè)距工具,那就是Ia型超新星爆發(fā),。就像@對(duì)苯二甲酸 在回答里說(shuō)的那樣,,這類超新星是白矮星在質(zhì)量超過(guò)某一極限時(shí)發(fā)生熱核爆炸而形成的,天文學(xué)家對(duì)它本身的亮度有一個(gè)很好的估計(jì),,因此它們也可以用作標(biāo)準(zhǔn)燭光,。天文學(xué)家利用Ia型超新星,發(fā)現(xiàn)宇宙是在加速膨脹,,這一成果去年還獲得過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。

基本上,測(cè)量天體距離就是這些方法了,。所有方法都各有利弊,,也各有各的適用范圍,它們共同構(gòu)成了天文學(xué)家丈量宇宙尺度的工具箱,。

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