不知道你有沒有聽過一些看似“不正經(jīng)”的說法,，比如一顆即將接近地球的小行星有“18只鴨嘴獸”那么大，也可能是“33只犰狳”那么大,，甚至是“22條金槍魚”那么大,。這些聽上去很離奇的比較其實(shí)是記者Aaron Reich的發(fā)明，他自稱“長頸鹿公制的締造者”,。

但真正有意思的是,，天文學(xué)家有時也會用同樣奇怪的單位來測量天體。一顆“是地球質(zhì)量的85%的行星”似乎很好理解,，但一個亮度為數(shù)“毫蟹”的脈沖星風(fēng)星云呢,？畫風(fēng)似乎開始變得奇怪了,！

  為什么用這么奇怪的單位？ 

最基本問題在于,，太空中有太多東西對于我們熟悉的單位而言都太大了,。以一只小狗為例，它可能有90多厘米長,。而地球的半徑可達(dá)6.38億厘米,，也就是750萬只小狗。

木星的半徑是11.2個地球半徑,，或者說8500萬只小狗,。但這種計數(shù)單位有點(diǎn)可笑，這也就是天文學(xué)家為何需要找到一些更說得通的單位,。

在更大的尺度上,，可以再想想?yún)⑺匏模陌霃绞?3000個地球半徑,，也就是太陽半徑的764倍,。因此，當(dāng)談?wù)搮⑺匏牡拇笮r,，用太陽的半徑作為單位,，自然就比用地球半徑作為單位更方便、合理,。

  它有多重,？ 

在地球上，一個物體的重量取決于物體質(zhì)量和把它拉向地面的引力,。我們可以用把一只18千克的小狗托離地面的難度來理解重量,。這在地球上不難做到，如果是在月球這樣引力更小的地方則更容易一些,，而在木星這樣引力較大的地方就要難得多,。

而質(zhì)量是衡量某物的組成成分的單位。小狗的質(zhì)量指的是它由多少東西構(gòu)成,，無論它在哪個星球上,，這一點(diǎn)都不變。在太空中,，天文學(xué)家對質(zhì)量比對重量更感興趣,，他們常用地球和太陽作為一種便捷的單位來測量天體的質(zhì)量。舉個例子,，仙女星系的質(zhì)量大約是三萬億個太陽質(zhì)量,。

  它有多遠(yuǎn)？ 

天文學(xué)家用比較來衡量天體之間的距離。太陽和地球相距1.49億千米,，這個關(guān)鍵的距離有一個特別的名字,，即我們常說的天文單位（AU）。對于那些更曲折的距離,，天文學(xué)家則會用秒差距（parsec）,。秒差距是“視差秒”（parallax second）的簡稱。

理解秒差距需要一些最基礎(chǔ)的三角學(xué),。天文學(xué)家用角秒來衡量非常小的角度,，3600角秒等于1度。在一個直角三角形中,，當(dāng)一個銳角的角度為1角秒,，它的對邊是1AU時，這個直角三角形的另一條直角邊的長度就是一秒差距（由于這個三角形相當(dāng)狹長,，剩余兩個角極其接近直角,，因此另一條直角邊與斜邊長度幾乎可以視為相等）。

秒差距的定義示意圖（非等比例）,。（圖/Srain, Wikimedia Commons）

秒差距對于測量更大的距離相當(dāng)方便,，因為1秒差距約等于3.26光年，或者206265 AU,。例如,，我們自己的銀河系的中心離地球大約有8000秒差距,，也就是160萬AU,。

  它有多亮？ 

當(dāng)我們想要測量某個天體有多亮?xí)r,，天文測量單位可能就更古怪了,。

公元前二世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家希帕克斯（Hipparchus）仰望星空,，給最亮的恒星賦予了數(shù)值1,，最暗的恒星賦予了數(shù)值6。注意,，是一顆較亮的恒星具有一個更小的數(shù)值,。我們把這些亮度值稱為星等。太陽的視星等是-26,！

太陽非常亮,，它的視星等是-26。（圖/NASA, SDO）

或許比負(fù)數(shù)的亮度更令人困惑的是,，每一階星等之間都具有2.512倍的亮度差異,。也就是說，織女星的視星等是0，它比視星等為1的心宿二要亮兩倍多一點(diǎn),。

  最后,，說說“毫蟹”  

我們用眼睛看到的光被稱為可見光。除了可見光之外,，光譜實(shí)際上還有很廣的范圍,。比如，醫(yī)生用來給你的骨骼拍照的光就是X射線光,。當(dāng)天文學(xué)家用X射線來觀察天空時,，他們有時會用“蟹”來衡量X射線的亮度。

這只“蟹”其實(shí)是天空中的一顆快速旋轉(zhuǎn)的中子星（也就是脈沖星）,，它位于一顆爆發(fā)的恒星的殘骸中,。用X射線望遠(yuǎn)鏡觀察蟹狀星云和蟹云脈沖星就會發(fā)現(xiàn)，這個X射線源簡直太亮了,。亮到什么程度,？天文學(xué)家從20世紀(jì)70年代開始就用它來校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡了。可以這么說,，每一位X射線天文學(xué)家都知道“蟹”的X射線有多強(qiáng),，因此會用它來衡量宇宙中其他X射線源的強(qiáng)度。

蟹狀星云的圖像,，其中紅色來自甚大陣的射電,，黃色來自斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的紅外，綠色來自哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的可見光,，藍(lán)色和紫色是來自XMM牛頓望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線觀測站的X射線,。（圖/NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA, NRAO, AUI, NSF; Chandra, CXC; Spitzer, JPL-Caltech; XMM-Newton, ESA; and Hubble, STScI）

一蟹被定義為蟹狀星云在相應(yīng)的X射線光子能量下的強(qiáng)度。（但要注意的是,，“蟹”的亮度其實(shí)是不同的,，具體取決于所觀測的X射線的能量，因此在單位轉(zhuǎn)換時還需要考慮感興趣的X射線能量范圍,。）如果他們談?wù)撘活w特定的天體,，比如說一個叫作GX339-4的雙黑洞系統(tǒng)，它的X射線強(qiáng)度只有蟹狀星云的千分之五,，那就說它的亮度是5毫蟹（milliCrab）,。

對天文學(xué)家來說，要確保的是要對這些單位進(jìn)行定義,。除非能保證定義清楚,，否則無論是螃蟹還是犰狳，或許都無濟(jì)于事,。

原文作者：Laura Nicole Driessen（悉尼大學(xué)射電天文學(xué)博士后研究員）

#參考來源：

https:///from-platypus-to-parsecs-and-millicrab-why-do-astronomers-use-such-weird-units-203061