提到宇宙中的天體，大家最感興趣的問題常常是“這顆星星有多大？離我們有多遠(yuǎn)？”

太陽的直徑是139萬公里，織女星距我們25光年，太陽如此巨大，織女星離我們?nèi)绱诉b遠(yuǎn)，那天文學(xué)家是怎么測(cè)得它們的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的呢？本期，讓我們來介紹一下，如何觀測(cè)并確定天體的距離與大小。

宇宙中，在測(cè)量不知距離的星團(tuán)、星系時(shí)，只要能觀測(cè)到其中的造父變星，就可以利用周光關(guān)系將星團(tuán)星系的距離確定出來。 因此，造父變星也被稱為宇宙的“量天尺”。假設(shè)有兩顆周期相同、在地球上看起來亮度不同的造父變星，而且我們看起來比較明亮的造父變星的距離是已知的。那么由于周期相同，兩個(gè)變星的本來亮度就相同，如果較暗的變星的亮度是較亮的亮度的1/100，就可以得出較暗的變星的距離是到較亮的變星距離的10倍。所以可以簡(jiǎn)單地總結(jié)為：我們通過觀測(cè)天體亮度的明暗轉(zhuǎn)化成天體之間的距離。

天文學(xué)家們用來測(cè)量天體距離和宇宙尺度的基礎(chǔ)就是視差，本期介紹幾種常用方法。

1，三角視差

視差是一種投影效果，對(duì)同一天體，分別在兩個(gè)點(diǎn)（相差半年）上進(jìn)行觀測(cè)，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。

三角視差是一切天體距離測(cè)量的基礎(chǔ)，至今用這種方法測(cè)量了約10000多顆恒星。然而，用周年視差法測(cè)定恒星距離有一定的局限性，因?yàn)楹阈请x我們愈遠(yuǎn)，θ就愈小，測(cè)量的誤差就會(huì)愈大，此時(shí)我們便需要借助其他的方法進(jìn)行測(cè)量了。

2，分光視差法

每個(gè)恒星都有著獨(dú)特的光譜，通過分光技術(shù)得到恒星光譜線，由特征譜線確定絕對(duì)星等。進(jìn)而利用恒星光譜中某些譜線的強(qiáng)度比和絕對(duì)星等的線性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系由距離模數(shù)公式求出兩者的距離。一般而言對(duì)遠(yuǎn)距離恒星計(jì)算精度較高，大約在10萬光年之內(nèi)。

（絕對(duì)星等是假定恒星與距地球10秒差距（32.6光年）的地方測(cè)得的恒星的亮度，反映天體的真實(shí)發(fā)光本領(lǐng)。）

3，變星測(cè)距法

首先需要了解造父變星的概念，造父變星是一類高光度周期性脈動(dòng)變星，也就是其亮度隨時(shí)間呈周期性變化。像亮度隨時(shí)間呈周期性變化這種周光關(guān)系提供了一種簡(jiǎn)單而又非常重要的測(cè)定天體距離的方法。一旦有了周光關(guān)系的曲線圖，天文學(xué)家就可以外推得到更遙遠(yuǎn)恒星的距離。測(cè)定其光變周期，即得知光度，再根據(jù)視星等就可以算出距離。

如果星團(tuán)或河外星系中有造父變星，那么星團(tuán)或星系的距離的就可以得知。這一方法也稱為造父視差法，是測(cè)定天體距離在可靠程度方面僅次于三角視差的一種方法，特別適用于遙遠(yuǎn)的星團(tuán)和河外星系的距離測(cè)定。

4，紅移”

原理很簡(jiǎn)單，一個(gè)波在傳播過程中，如果波源接近接收者，波的頻率就會(huì)變高；反之，遠(yuǎn)離的時(shí)候頻率會(huì)變低。我們生活中最常遇到的就是汽車鳴笛路過我們身旁，靠近的時(shí)候音調(diào)越來越高，遠(yuǎn)離的時(shí)候聲音越來越悶，飛機(jī)的轟鳴聲也是一樣。

科學(xué)家告訴我們：光也是一種波，當(dāng)光源遠(yuǎn)離我們的時(shí)候，頻率也會(huì)變低。在可見光里，頻率最低的，就是紅色。因此，如果一個(gè)天體遠(yuǎn)離我們，它的光譜就會(huì)偏紅，這在天文學(xué)上叫做“紅移”。距離越遠(yuǎn)，它們遠(yuǎn)離我們的速度就越快，光譜就會(huì)更多地偏向紅色。利用這個(gè)方法，天體太遠(yuǎn)不但不會(huì)讓我們無法測(cè)量，反而紅移值更大，更容易觀測(cè)。因此，宇宙中那些最遙遠(yuǎn)的天體，我們都通過這樣的方式來測(cè)量距離。

一般在天文上說的紅移有三種，即引力紅移，多普勒紅移和宇宙學(xué)紅移。引力紅移，顧名思義就是強(qiáng)引力場(chǎng)導(dǎo)致的。而多普勒效應(yīng)大家都在中學(xué)物理中學(xué)過，是相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的，而宇宙學(xué)紅移則是由于宇宙膨脹導(dǎo)致的，并非真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，因此宇宙學(xué)紅移不算是多普勒效應(yīng)