文章图片
文章图片
文章图片
宇宙很大 ， 但到底有多大呢？
可观测宇宙的直径达到930亿光年 ， 拥有数以万亿计的天体 。 我们很难直观地感受到930亿光年到底有多大 。
光的飞行速度是光速 ， 每秒飞行30万公里 ， 在描述宇宙间的距离时 ， 我们通常也会用光年这种距离单位 。 光年是光在真空中飞行一年的距离 ， 大约9.46亿公里 。
一光年到底有多远？
光从地球飞行到月球仅需要一秒多的时间 ， 而距离太阳最近的恒星比邻星 ， 距离地球大约4.3光年 。 银河系的直径至少达到20万光年 。 银河系的邻居 ， 仙女座星系距离地球达到250万光年 。
如何浩瀚的天体距离 ， 科学家们到底是如何测量的呢？
其实原理很简单 ， 就隐藏在我们日常生活中 ， 只不过很多人视而不见罢了 。
下面跟我做一个简单的动作 。
把一只手伸出来 ， 然后伸出大拇指 ， 闭上右眼 ， 之后睁开右眼闭上左眼 ， 你会有什么发现呢？
你会发现大拇指的位置好像移动了（事实上并没有动 ， 只是看的角度变化了） ， 而遥远的物体（比如远处的楼房）的位置并没有动 。
利用大拇指移动的多少 ， 还有大拇指与你眼睛的距离 ， 就可以计算远处物体与你的距离 。
同样的道理 ， 利用“大拇指原理”也能计算遥远天体之间的距离 ， 当然由于遥远天体距离我们实在太远了 ， 我们不可能直接用大拇指的位置变化去测量 ， 甚至把大拇指换成地球也不现实 ， 因为即便是地球也显得很小 。
如何解决这个问题呢？
我们都知道 ， 地球一直在绕太阳公转 ， 这样就可以利用地球公转过程位置的变化来测量遥远天体的距离 。 每六个月观察地球公转轨道的位置 ， 因为六个月时间正好是地球公转轨道半周的时间 。
比如说 ， 我们可以在冬天时测量地球的位置 ， 然后夏天再进行测量 ， 这就像刚才“大拇指原理”中两个不同的眼睛观察一样 。 而冬天与夏天地球所处两个位置之前的距离是最远的 ， 等于地球公转轨道的直径 。
这种情况下进行观察 ， 我们会感觉距离较近的天体的位置好像移动了（就好像我们的大拇指移动了一样） ， 而距离我们很远的天体位置会保持不动 。
不过 ， 上述方法的适用范围仍然十分有限 ， 通常只适用距离我们几千光年以内的天体 ， 因为即便是地球公转半径相对于浩瀚宇宙距离也显得十分渺小 ， 更遥远的天体造成的视差非常小 ， 即便是非常精密的仪器也很难测量出来 。
这时候就需要另一种方法了 ， 叫做“标准烛光” 。
举个通俗的例子 。 家里的电灯泡的亮度通常是固定的 ， 我们知道了灯泡的亮度 ， 然后让朋友拿着灯泡远离你 ， 你会看到灯泡亮度变弱了 ， 变弱的规律是这样的：与灯泡的距离平方成反比 ， 这样就可以计算灯泡距离你有多远 。
用同样的方法 ， 我们可以先计算出某颗恒星的原始亮度 ， 然后观测恒星的实际亮度 ， 就可以计算出恒星与地球的距离 。
不过整个方法仍旧有局限性 ， 适用范围通常不能超过千万光年 ， 因为距离更远的话 ， 天体的亮度会变得非常模糊 。
不过 ， 科学家发现了“Ia型超新星”这种几乎完美的标准烛光 。
我们都知道 ， 超新星爆发是宇宙中极其猛烈的宇宙大事件 ， 甚至被认为是仅次于宇宙大爆炸的猛烈爆发 ， 亮度甚至可以点亮整个星系 。
利用“Ia型超新星”这种近乎完美的标准烛光 ， 科学家甚至能测量出数十亿光年外的天体距离 。
【宇宙天体数亿光年的距离是如何测量的？原理就在我们日常生活中】这就是科学的力量 。 其实很多时候科学原理并不复杂 ， 甚至就隐藏在我们的日常生活中 ， 就看你有没有一双善于发现的眼睛 ， 所谓“处处皆学问”也是这个道理！
推荐阅读
- “航天热”再攀高峰
- 占星基础｜行星喜乐宫与胜利星
- 这7张照片仿佛在告诉我们：人体隐藏着一个完整的宇宙
- 2.6亿公里外，火星冬天什么样？火星大陆真实影像，荒凉孤寂！
- 火星的科学小知识
- 火星北半球的平坦特征，证实了火星上古代海洋的存在
- 不祥之兆降临？2022年“四星连珠”即将上演，清晨连成，肉眼可见
- 爱因斯坦晚年发现了宇宙中的最大能量形态，至今还没有命名
- 生命的第二种选择，科学家认为，这颗星球可能有300万吨类鱼生物