浩瀚的「宇宙」科學家是如何測量出「行星」之間距離的呢?

2020-12-03 撇捺1人生

在宇宙中擁有著無數的天體,這些天體距離地球動輒上百萬光年乃至上億光年,那麼我們便產生了一個疑問,那就是天文學家到底是如何測量出天體之間距離的呢?

測量天體距離的原理其實很簡單,在太陽系內可以通過雷達測量法,也就是對金星、火星等行星發射無線電脈衝,然後接受反射的回波,從而計算出它們之間的距離。而測量太陽系外的恆星時,就要通過三角視差法來進行測量。

三角視差法是利用地球的公轉軌道作為基線,分別在兩個不同位置進行觀測,這樣兩條視線與兩個點之間的連線可以形成一個三角形,然後再用三角函數來推算出恆星的距離。不過三角視差法的適用範圍僅在300公裡以內,超出這個距離,將會產生誤差。所以在更遙遠的距離則會通過造父變星。

由於大質量恆星演化到晚期時,會呈現出不穩定的脈動現象,它的光變周期和光度成正比,想要測量遙遠的星系,只需要找到造父變星即可根據周光關係來確定天體的距離,因此造父變星也被稱為量天尺。

在造父變星之上還有一種測量法,那就是哈勃紅移法。在上世紀著名天文學家埃德溫哈勃便發現星系都在互相遠離,且退行的速度與距離成正比。那麼根據哈勃定律,我們只需要分析遙遠星系的紅移數據,測出紅移值,就能計算出星系的相隔距離。

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    甚至在今天,隨著最新數據的獲得,宇宙的大小也仍然在不斷顛覆我們此前的認識,迫使我們不斷更新自己的觀念。凱特琳·卡西(Caitlin Casey)是美國德克薩斯州奧斯汀德州大學的一名天文學家,專業就是宇宙學。她指出,天文學家們已經發展出一整套天才的工具和手段,不僅用於計算地球到太陽系內其他天體的距離,也同樣能夠被用於測算星系之間的距離甚至是整個可觀測宇宙的大小。
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