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宇宙中天體距離地球動輒上億光年,科學家到底是如何測量的?
2023/08/11

造父變星

造父變星是宇宙中一種相對奇特的恒星,亮度也會隨時間呈現出周期性變化,他會在一定的時間內變亮—變暗—變亮,這一個周期我們稱之為光變周期。并且它的光變周期越長,其光度就越大,而天文學家通過光變周期來估算出造父變星的絕對星等和視星等,然后就可以計算出距離。因此造父變星也被稱為是宇宙的量天尺

在上世紀20年代之前,天文學界一直在爭論仙女座星系到底是星云還是星系,直到愛德溫-哈勃在觀測到仙女座星系內有一顆造父變星時,通過周光關系才最終算出距離,‬由此確認‬仙女座星系原來是河外星系。

哈勃紅移法

而如果是更遙遠的距離,就無法用造父變星來計算距離,比如上百億光年的星系,由于如此遙遠我們從中已經無法觀測到造父變星,那麼則需要另一種方法,哈勃紅移法。

在1929年,埃德溫哈勃在觀測遙遠的天體時,發現大部分星系的光譜線都存在紅移現象,而且離我們越遠的星系紅移量越大。我們知道光也具有多普勒效應,當一個天體在遠離我們時,光波被拉長,光譜的顏色會向紅色端移動,如果靠近我們光波變短就會向藍色端移動,由此知道了星系都在互相遠離。

并且哈勃還發現離我們越遠的星系遠離的速度則越快,由此提出了哈勃定律,即星系的退行速度與距離成正比。所以我們只要測出星系的紅移值再得出退行速度,就可以知道該星系距離我們有多遠!

因此當天文學家告訴我們,那些天體與地球的距離動輒」

上百萬光年,乃至上億光年,并非是瞎猜,而是通過計算得出!雖然會存在著一定的誤差,但從整體上來說并不會相差巨大

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