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宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

在我們閱讀文章天文學的文章內容時,常常能夠見到系外行星或是某一星球、超級黑洞距離有多少是多少億光年。有的人感嘆:科學家真厲害啊,那麼遠的距離都能精確測量出去;也有些人說:總之大家又無法量,科學家隨意編。

那麼,科學家真的是造出來的嗎?她們究竟怎樣精確測量天體的距離呢?

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

不要看不清楚,一看嚇一跳。

100光年之內的天體,我們可以根據三角視差法來測算其距離。

而這一方式,在100光年之外,就不可以應用了,緣故大家也講過。那麼,科學家如何計算100光年之外天體的距離呢?好在,科學家發覺了宇宙空間專用型的“直尺”——造父變星。

宇宙空間中有一種行星,他們的亮度不固定不動,會產生規律性的轉變,這類行星稱為變星。而變星當中,最尤其地稱為造父變星,以在其中的意味著——造父一取名。

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

大概100年前,科學家們在科學研究造父變星的情況下,發覺他們本身的色度和熒光油墨週期時間是立即有關的,這一色度,在天文學上可以用“絕對星等”這一定義來表明。說白了的絕對星等,便是把一個天體放到距離大家10個秒差距(32。6億光年,秒差距的定義也在上一期詳細介紹過)處時人眼見到的色度。

當然,並非是全部天體都正好在32。6億光年處。假如比這一距離遠,具體見到的色度就比絕對星等要暗一點,假如比這一距離近,那麼就比絕對星等要亮一些。全部天體在如今具體部位處時,大家人眼看他們的色度,稱為視星等。

一個天體的視星等,是科學家斜眼看就能瞭解的。另外,科學家能夠根據一個天體的絕對星等和視星等來測算。因而,她們只必須記下來某一顆造父變星的熒光油墨週期時間,就瞭解它的絕對星等,從而能夠精確測量出它和大家的距離。此後,科學家只需想要知道一個天體的距離,只必須尋找它周邊的造父變星就可以了,還可以瞭解某一個造父變星所屬星球的距離。

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

自然,這也不是適用全世界的。只需是沒有太陽系邊上的河外星系,大家就難以精準地看到它內部的行星,也就不可以運用這一方式來精確測量了。

只怪造父變星不成器,不足亮,因此不醒目。

還有沒有更亮的?

有,超新星。

並且並不是一般的超新星,是Ia型超新星。這類超新星的特性是:它處在一個雙星系統中,並且他自身是白矮星,此外一顆,是仍在點燃的行星。因為白矮星吸引力十分強勁,它能夠把自己伴星的化學物質消化吸收到自身周邊,因而又有一個外號:“殭屍恆星”或是“吸血鬼恆星”。

當這顆白矮星消化吸收化學物質做到太陽質量的1。4倍時,便會再度開展核聚變反應,將內部的碳和氧的元素“炸碎”,聚變變成鎳等重元素。超新星的暴發,色度但是不一般的,Ia型超新星的爆發也是可以把人“亮瞎”。因此,即便距離很遠,大家還可以看到它。

聰慧的科學家注意到:白矮星原本原素便是一樣的,而暴發時的品質也是一樣的,因而,Ia型超新星爆發時全是一樣亮的。

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

就是這樣,大家又返回了剛剛的方法上:色度等額的於絕對星等,而視星等是用雙眼或是望眼鏡來觀察的,只需開展一樣的測算流程,就可以瞭解這一顆Ia型超新星和大家的距離,也就是它所屬的星球和彼此之間的距離。

難題取決於,即便是Ia型超新星,色度也是比較有限的。假如距離再遠一些,連Ia型超新星大家都看不到了。那麼,還有沒有更亮的天體呢?

有時有,但他們不可以作為宇宙空間的“直尺”來精確測量距離。但是,科學家或是找到方式。這一方式也是電子光學方式,但並不是簡易的觀察亮度,只是光譜儀。

高中物理講過一個定義:多普勒效應。基本原理非常簡單,一個波在散播全過程中,假如波源貼近接受者,波的頻率便會上升;相反,避開的情況下頻率會降低。大家日常生活最常碰到的便是汽車鳴笛聲經過大家身邊,挨近的情況下聲調愈來愈高,避開的情況下響聲愈來愈悶,飛機場的轟隆聲也是一樣。

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

科學家告知大家:光也是一種波,當燈源避開大家的情況下,頻率也會降低。在能見光裡,頻率最少的,便是鮮紅色。因而,假如一個天體避開大家,它的光譜儀便會偏紅,這在天文學上稱為“紅移”。

自然,宇宙空間是膨脹的,全部天體都是在避開大家。但是,這和距離有什麼關係呢?

有關係——距離越長,他們避開大家的速率就越來越快,光譜儀便會大量地偏重鮮紅色。換句話說,運用這一方式,天體很遠不僅不容易讓我們無法精確測量,反倒紅移值更高,更非常容易觀察。因而,宇宙空間中這些最漫長的天體,大家都根據那樣的方法來精確測量距離。

因而,在釋出漫長天體距離的情況下,科學家自始至終全是合情合理。當然,科學家測算天體距離的依據,自身還要可以信賴。在這裡三種方式裡,紅移值的方式看上去或是較為靠譜的,造父變星的方式也是沒什麼可提出質疑的,而Ia型超新星的規範,則一直有一些異議。特別是在近期的情況下,韓科學家強調:Ia型超新星的色度不一定是固定不動的,或許和它所處的自然環境、其其前身的勻速轉動速率、伴星的特性這些很多要素都有關。假如Ia型超新星的色度確實並不是穩定的,很有可能這一鐳射測距的方式就需要再次探討了。

宇宙天體之間距離很遙遠,我們如何測量出天體之間的距離?

總而言之,科學研究在發展趨勢,科學家總是會尋找愈來愈多的方式來精確測量這些大家覺得不太可能獲得的資料資訊。恰好是由於科學家完成了一個一個“不太可能”的每日任務,大家的科學研究才可以發展趨勢到今日。

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