經(jīng)常聽到各種關(guān)于天文的報道,動輒距離上千上萬光年,對于如此遙遠(yuǎn)的距離,科學(xué)家又是如何得知的呢。簡單一個字概括,就是“看”,用啥看?用望遠(yuǎn)鏡看。不過,測量地月距離就不需要利用望遠(yuǎn)鏡了,由于距離很近,直接采用電磁波測距就行了,由于電磁波的速度是光速,一來一回就可以計算地月距離了。
下文主要說說那些距離地球比較遠(yuǎn)的天體,究竟是如何計算天體距離的。
恒星視差法:
這種方法在100秒差距之內(nèi)是有效的,秒差距是一種距離單位,1秒差距等于3.261光年,因此,恒星視差法可以精確的計算326光年內(nèi)的天體距離。以地球繞日公轉(zhuǎn)的軌道直徑為底線,這樣的話,可以根據(jù)不同時間觀測到的那顆恒星的視差,解三角形就可以得出那顆恒星距地距離。
恒星視差法
光譜視差法:
這種方法在數(shù)百萬光年乃至一千萬光年以內(nèi)都是有效的。利用望遠(yuǎn)鏡觀察這顆恒星的顏色,找到它在赫羅圖里對應(yīng)的位置,就可以確定它處在恒星演化的何種階段,判定它的實際亮度有多少,即絕對星等。望遠(yuǎn)鏡觀測到的亮度是視星等,知道了絕對星等(實際的亮度)以及視星等(在地球上看它的亮度),代入距離
赫羅圖
造父變星:
造父變星是宇宙中表現(xiàn)較為奇特的恒星,它的亮度隨著時間呈現(xiàn)出周期性的變化,這是可以確定的線性關(guān)系。造父變星周期性的變大變小,這是由于它輻射壓力與引力不對等導(dǎo)致的,體型縮小的時候,光度變大,體型變大的時候,光度變小。
利用造父變星測距,與上面的方法類似,也要知道變星的絕對星等,由變星的視星等以及絕對星等代入到公式中就可以知道距離了。這種方法可以測量5000萬光年之內(nèi)的距離。
造父變星
超新星測距:
對于那些更為遙遠(yuǎn)的天體,可以采用超新星測距的方法,簡而言之就是根據(jù)I型超新星爆發(fā)時候的亮度,I型超新星爆發(fā)時候的理論最大亮度是一定的,現(xiàn)在只要知道它爆發(fā)時候的最大視亮度就行了,大致的方法與上述是類似的,代入公式就可以知道距離。這種方法測量的范圍比較遙遠(yuǎn),可以測量數(shù)十億光年的范圍。
標(biāo)準(zhǔn)燭光
哈勃定律:
對于那些更為遙遠(yuǎn)的星系,在測量距離時需要用到哈勃定律,根據(jù)觀測數(shù)據(jù),可以得出紅移值,根據(jù)紅移值可以得出該星系遠(yuǎn)離我們的速度,根據(jù)哈勃推導(dǎo)出來的公式,即哈勃公式,遠(yuǎn)離的速度與距離是有一定關(guān)系的,代入公式就可以得知該星系距地距離了。此方法可以適用于遙遠(yuǎn)的可觀測宇宙邊疆。
哈勃定律
宇宙中天體眾多,在測量遙遠(yuǎn)天體的距離時,天體一般指的是星系,因為單個恒星的發(fā)光能力已經(jīng)不足以跨越如此遙遠(yuǎn)的距離被我們看到了,在更遙遠(yuǎn)的地方,哪怕是龐大的星系也只能看到微弱的光芒。天文學(xué)家得出的那些天文距離,并不是瞎猜的,數(shù)據(jù)的背后是有著龐大的觀測數(shù)據(jù)以及理論支撐的。
文/科學(xué)船塢
聯(lián)系客服