當(dāng)我們抬頭仰望星空時(shí)，最直觀的感受肯定是感嘆星空的璀璨，但那些被我們?nèi)庋劭匆?jiàn)的光亮，可能來(lái)自幾百甚至上千光年之外。

光年并不是時(shí)間，而是一個(gè)長(zhǎng)度單位。光是宇宙中運(yùn)動(dòng)速度最快的物質(zhì)，而光年指的是使用速度上限運(yùn)動(dòng)一年所達(dá)到的距離，這個(gè)距離十分遙遠(yuǎn)，1光年大約有9.46兆公里。

只有在測(cè)量非常遙遠(yuǎn)、長(zhǎng)度很長(zhǎng)的距離時(shí)，人們才會(huì)使用這個(gè)單位，而宇宙就是如此浩瀚的存在，同時(shí)，它還在加速膨脹中，地球會(huì)與其他天體離得越來(lái)越遠(yuǎn)。

但是我們大部分人連地球都沒(méi)有走出去，就連上個(gè)世紀(jì)科學(xué)家造出來(lái)的探測(cè)器，到現(xiàn)在也沒(méi)有任何一個(gè)成功飛出太陽(yáng)系，我們到底是如何計(jì)算天體與天體之間的距離，甚至丈量整個(gè)宇宙的呢？

用數(shù)學(xué)觀測(cè)星系

這就不得不提到被天文學(xué)界尊稱為星系天文學(xué)之父的愛(ài)德溫·鮑威爾·哈勃（Edwin Powell Hubble），或許你對(duì)愛(ài)德溫這個(gè)名字或這個(gè)人并不了解，但你肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡。這架為人類帶來(lái)大量宇宙信息的望遠(yuǎn)鏡，正是以他的名字命名。

愛(ài)德溫不僅是星系天文學(xué)的創(chuàng)始人，也是觀測(cè)宇宙學(xué)的開(kāi)拓者，他研究發(fā)現(xiàn)的哈勃–勒梅特定律，被認(rèn)為是宇宙膨脹的強(qiáng)有力證據(jù)，也為天文學(xué)家計(jì)算星體的遠(yuǎn)離速度提供計(jì)算公式。

這個(gè)定律被認(rèn)為是宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)，可以根據(jù)以下公式，計(jì)算出星系的遠(yuǎn)離速率，而公式中的D正是星系與觀測(cè)者之間的距離。

說(shuō)來(lái)說(shuō)去，D的數(shù)值還是一個(gè)未知數(shù)，到底要怎么測(cè)量二者之間的距離呢？

用簡(jiǎn)單原理測(cè)量距離

答案其實(shí)非常簡(jiǎn)單，現(xiàn)在，請(qǐng)你伸直手并豎起大拇指，接下來(lái)請(qǐng)先捂住你的左眼觀察自己的大拇指，然后再換成捂住右眼，用左眼再看大拇指，這個(gè)時(shí)候大拇指在你看來(lái)好像移動(dòng)了位置，但其實(shí)你知道，你并沒(méi)有移動(dòng)自己的手，這就是三角視差。

當(dāng)你理解了這個(gè)原理之后，就能輕松弄懂三角視差法——一種測(cè)量天體間距離最常見(jiàn)的方法是怎么一回事了。

從專業(yè)的角度解釋，三角視差法就是在利用不同視點(diǎn)對(duì)同一物體的視差來(lái)測(cè)定距離。

當(dāng)觀測(cè)者分別從兩個(gè)視點(diǎn)觀測(cè)同一個(gè)物體時(shí)，兩條視線與兩個(gè)點(diǎn)之間的連線可以形成一個(gè)等腰三角形，根據(jù)這個(gè)三角形頂角的大小，就可以知道這個(gè)三角形的高，也就是物體距觀察者的距離。

對(duì)于地球上的觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，要想從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一個(gè)天體，靠的可不是自己在地球上走來(lái)走去，而是觀察6個(gè)月內(nèi)星體移動(dòng)的位置。

6個(gè)月的時(shí)間，地球正好繞太陽(yáng)軌道旋轉(zhuǎn)半周，這樣，兩個(gè)視點(diǎn)之間的距離將會(huì)達(dá)到地球軌道的直徑，就能夠運(yùn)用三角視差法求得星體的距離了。

要是距離太遠(yuǎn)可怎么辦？

不過(guò)，這種方法通常是用在測(cè)算銀河系內(nèi)的天體距離，那些在銀河系之外的天體，就算地球移動(dòng)了6個(gè)月，這點(diǎn)距離對(duì)于它們來(lái)說(shuō)也太微不足道了，銀河系外的天體該怎么測(cè)量？

三角視差法不管用了，天文學(xué)家還有標(biāo)注燭光法，這個(gè)方法使用的前提是知道天體的亮度，只要在宇宙中有一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，天文學(xué)家就能通過(guò)亮度的對(duì)比計(jì)算出距離的遠(yuǎn)近。

比如Ia型超新星，它就是天文學(xué)家測(cè)算距離時(shí)經(jīng)常使用的一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)燭光”。

現(xiàn)在，天文學(xué)家利用這些公式以及先進(jìn)儀器觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，可以輕松測(cè)算出天體之間的距離以及它們遠(yuǎn)離的速度，就算天文學(xué)家沒(méi)有坐上飛行器，站在地球上就可以算出天體之間的距離了。