猜测光的来源。看到一颗星星,再来计算这颗星星的距离,就知道这颗星星离我们有多远,光走了多久。
我们都知道匀速直线运动的公式:距离=速度×时间。因此,想要知道时间,只要知道距离和速度,很容易就能计算出来。由于光的传播速度是已知的(光速约为30万千米每秒),所以只要知道发出这束光的天体与我们相距多远,我们就能知道这束光在什么时候发出。另一方面,由于宇宙空间极为广阔,为计量方便,天文学家专门定义了很大的长度单位,例如光年——即光在真空中传播一年的距离,1光年≈9461万亿米。
因此,如果测得天体的距离为10光年,把它除以光速,即可得到这束光在宇宙中传播了10年的时间才到达地球,也就是说这束光在10年前就已经被发射出来。但如果我们想要看到这个天体现在发出的光,我们只能再等10年,因为该天体现在发出的光才刚刚上路,要在10年后才能到达地球(这里假设这个天体的距离保持不变)。再比如我们的太阳,日地平均距离约为1.496亿千米,这意味着我们当前看到的太阳光都是太阳在8.3分种之前发射出的。总之,只要测出天体的距离,我们就能知道它们是在多久之前发出这束光的。那么,天文学家是如何测量天体的距离呢?
根据天体的距离,采用不同的测距方法。距离地球1光时(即光在真空中传播一小时的距离)之内的天体可以采用电磁波反射法,距离地球数百光年之内的天体可以采用三角视差法,距离地球数万光年之内的天体可以采用主序星拟合法,距离地球数千万光年之内的天体可以采用造父变星法,距离地球数亿光年之内的天体可以采用Ia型超新星法,距离地球数十亿甚至上百亿光年的天体只能采用哈勃定律法。
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