科学家是如何把地球到其他星体的距离,测算出来的?

我们可能会对星座比较感兴趣,但是星座告诉我们的仅仅是天体在星空当中所处的方位,可能有些恒星离我们比较近,也可能离得异常的遥远,但是我们肉眼无法区别。

所以距离是非常重要的,我们通常采用视差法的方法来测量距离,观测者通过位置的改变,可以看到物体在远处的投影位置会发生一些变化。

第一种测量方法

那就可以获得这个距离,这种获取距离的方式叫视差法

视差法测距实际上是用到了几何的性质

在古时候,比方说存在一个湍急的河流,我们要测量河流的这一边到河对岸的距离,观测者无法到河地对岸去。

那我们可以在河的这一边构造一个基线,这个基线的长度是可以来测量的,我们可以站在这个基线的两个不同的位置对河对岸来进行测量。

测量这个视差,把这个角度给它测出来,所以这个距离就等于它的基线除以视差,我们就可以获知距离。

实际上像我们生活当中每一天,我们都用到了这种视差法,我们人类有两个眼睛,就是因为有两个眼睛会产生视差,可以让我们来判断距离。

那么按照三角视差的方法,我们知道要获得很好的距离测量的精度取决于两个因素,基线的长短同时取决于角度的分辨率。

在我们地球上,我们可以把这个基线不断不断地延长,我们可以把这个基线,取到我们地球的半径来研究。

在我们太阳系内,我们地球绕太阳做轨道运动,它的半径作为基线来测量距离。

我们通过半年的时间来观测某颗恒星在星空当中的投影,它位置的改变可以测量出来角度视差的大小。

我们结合日地的距离,就可以把恒星与我们的位置计算出来,所以说这种方式来测量出来的距离我们通常用秒差距来表征。

比方说我们测量出来某一个天体,它半年角度的变化为1角秒,我们通常会把它所对应的一个真实的距离叫做一个秒差距。

所以我们可以通过一个简单的几何的推导的过程,就可以把秒差距长度可以算出来。

在周年方法来测距时,用到了就是地球绕着太阳轨道运行的半长轴作为基线测量。

因为我们地球上会受到行星,大气的扰动的影响,所以我们观测设备,仪器的角分辨率是有极限的。

这就使得我们用周年法来测距,存在一定的测距的范围,最多可能看到几百个秒差距的地方。

距离的测量在天文学的研究当中有非常重要的意义,当然,我们很难找到统一的方法来进行距离的测量。


其它测量方法

那么对于更远的距离,我们如何来测距呢?

赫罗图

如果结合赫罗图,我们可以构造分光视差的方法进行测距。

那对于更更加遥远的天体,我们可以利用某一类非常特殊的恒星,这类恒星它具有一个非常有意思的特征,它会大规模整体的脉动,并且最大的亮度,会跟它的脉动的周期成正比。

那这种天体当中的,其中最典型的叫做造父变星,那么它就像一把量天尺,我们可以用造父变星来测量天体离我们的距离。

那么对于更更更加遥远的天体,我们可以用这样一些Ia型超新星作为标准烛光,来实现距离的测量。

对于在我们近邻距离的测量,我们可以通过雷达回波实验来实现。

所以这里我们最后展现一个宇宙的距离阶梯

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