科学家是如何知道宇宙中天体距离地球上百万光年的，瞎猜的吗？

風水168小編

本帖系轉帖，原帖作者：今日头条



天文科学家们是如 何测量出天体距离的呢？甚至有人以为这些数字是天文科学家们杜撰出来的，事实上天文学作为人类最古老的学科之一， 千百年来就一直在不断发展，现代天文学家们已经掌握了一整套计算天体距离的方法。

雷达测量：这种测量距离的现代方法是基于光（无论是无线电波，微波，可见光或X射线的形式）以300,000千米/秒的速度传播的事实。因此，基于行进距离等于您行进的速度乘以您以该速度行进的时间长度的事实，我们可以确定太阳系中的距离。



特别，

d = vxt

其中d是距离，v是速度，t是时间。如上所述，当我们使用任何形式的光时，v等于300,000km / sec。因此，如果我们测量光线到达物体所需的时间，我们就可以计算出距离。

这种方法已经以一种或另一种形式用于确定我们太阳系中所有行星的距离（冥王星除外，我们还没有去过）。它也经常用于测量从地球到月球的距离。阿波罗宇航员留下的镜子反射了从地球射出的激光束，使科学家能够密切关注月球轨道。下图显示了该技术的工作原理。



从近在咫尺的月球到远在130亿光年外的星系，都可以用不同的方法计算出来。



通过三角视差法可以精确计算100光年范围内的恒星距离，在不同视点对同一颗恒星进行观测，两点可以构成一个等腰三角形，根据顶角大小可以得到该三角形的高，也就得到了恒星的准确距离。

但是银河系中大部分恒星都距离我们数几千光年甚至上万光年，然而三角视差发只适用于短距离测量。



这时候就就要用到造父变星的周光关系来确定天体距离了，造父变星的光变周期越长，其光度就会越大，天文学家们在测量星系距离时只要找到其中的造父变星。根据光变周期就能确定他们的距离，而更远的星系则要通过哈勃定律来测量星系之间的距离。



自1929年埃德闻-哈勃观测发现，大部分星系都纯在红移现象，并且退行速度和距离成正比，也就是说离我们越远，星系的光谱波长都向红色端移动，反之向蓝色端移动，天文学家根据光谱红移量来确定它们的退行速度，然后通过退行速度和哈勃常熟就能计算得出，星系和星团的距离。



超新星 - 测量与其他星系的距离：

在远距离（高达约10亿光年）的情况下，天文学家不能再使用诸如视差或造父变星等方法。在如此大的距离下，视差变化太小，我们甚至无法看到星系中的单个恒星。然后天文学家转向使用“标准蜡烛”的一系列方法，即绝对大小被认为是众所周知的物体。然后，通过比较从物体观察到的光的相对强度与基于其假定的绝对量值的预期的相对强度，可以使用光强度的平方反比定律来推断距离。某种类型的超新星的独特特征和巨大的亮度，爆炸可能发生在大质量恒星主序列生命的最后，

已经有许多测量方法，其中超新星的距离已知（使用以前的方法之一），增加其亮度，然后变暗为遗忘。有一种类型（称为类型Ia），其亮度和调光非常规律：当计算1光年的最大亮度（使用已知距离和1 /距离2规则）时，会发现所有明星都差不多。这种Ia型超新星就是我们的标准蜡烛。

如果需要到远处星系的距离，首先必须在其中找到Ia型超新星（有规律地发生），然后测量其观测到的亮度。将该结果与所有这样的超新星所获得的已知最大亮度进行比较，可以确定到所讨论的星系的距离（再次使用1 /距离2规则）。由于超新星非常明亮，因此这种方法对于非常大的距离非常有用，可达10亿光年。

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下次小编将会编写关于：科学家如何测量距离数十亿光年的恒星（恒星，行星，星系，卫星等）中远处物体的质量和大小？

  
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