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宇宙天体距离动辄上亿光年,天文学家如何测量如此遥远的距离?

2023-03-03 23:04:46 1638

摘要:宇宙如此浩瀚,天体之间的距离通常都非常遥远,那么天文学家们是如何测量天体距离的呢?主要有以下几种方法。第一,最直接的方法,朝天体发射电磁波,然后等着接受返回的电磁波,光速是一定的,乘以时间就是天体之间的距离了。如果天体之间距离相对较近,第一...

宇宙如此浩瀚,天体之间的距离通常都非常遥远,那么天文学家们是如何测量天体距离的呢?

主要有以下几种方法。

第一,最直接的方法,朝天体发射电磁波,然后等着接受返回的电磁波,光速是一定的,乘以时间就是天体之间的距离了。

如果天体之间距离相对较近,第一种方法就不行了,因为即便是光速在浩瀚宇宙面前也是很慢的,我们不可能坐等几年甚至几十年,需要用到三角视差法。

这个方法原理也很简单,利用地球和太阳不同的位置来测量。当地球分别位于太阳两端时,观测的目标天体会跟地球和太阳形成一个夹角,角度是固定的。同时我们还知道太阳和地球的距离,一个边长,一个对角,计算其他两个边的边长就很容易了。

不过如果距离更远,三角视差法也不能使用了,这时候需要用到第三种方法:造父变星测量法。

变星,其实就是宇宙中亮度变化非常有规律的恒星,被称为“量天尺”。之所以这样叫,有一个重要前提,那就是恒星的亮度与亮度变化周期有着确定的关系,光度越大,亮度变化周期越长。

举个通俗的例子就明白了。假设有两盏灯,其中一盏灯亮度为1,距离1千米。另外一盏灯你并不知道距离你有多远,但知道这盏灯的亮度,比如说亮度是0.5,那么这盏灯与你的距离就是2千米。

造父变星的原理也是一样的。

如果距离再远呢?造父变星测量法也不好用了,需要用到光线的红移。

著名天文学家哈勃发现了哈勃定律:宇宙一直在膨胀中,距离越远的天体远离地球的速度就越快。

红移就是指光线变红(波长变长,频率变低),说白了,天体远离地球的速度越快,光就会越红。

如果我们知道光线到底红了多少,通过公式就可以计算出天体的距离了!

能够看出,科学家们是多么的智慧,可以借助各种方法间接测量遥远天体的距离。日常生活中测量距离时,我们通常都会用实实在在的尺子,而科学家们的这些智慧方法让我们大开眼界!

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