日地距离：天文尺子的“刻度”

在很古早的时候，人类就通过观察天空中金星和太阳的位置，测算出地球公转轨道半径与金星公转轨道半径的比例是1:0.72。有了这个比例，就能通过观察“金星凌日”测量日地距离。

所谓金星凌日，就是地球、金星和太阳连成一条直线，在地表上的我们能看到日面有一个小黑点缓缓移动。

哈雷号召全世界的天文学家到不同地点，同时观测金星凌日，以推算日地距离。综合各位天文学家的观测结果的观测结果，计算出地球与太阳的距离为1.52亿千米左右（大约六万分之一光年）。

初代天文尺子：三角视差法

我们可以利用已知的日地距离，通过“三角视差法”，推算出你与某颗恒星的距离。

“三角视差法”是什么？我们可以尝试快速地轮流眯起左眼和右眼看一个近距离的物体，因为观察视线不同，会发现它在我们的视线里左右横跳！

而用同样办法看星星，因为距离太远，不同眼睛观测到的差别小到忽略不计，所以看起来星星一动不动。

总而言之，我们可以通过判断物体变动幅度大小判断物体与我们的距离。这就是三角视差法（三角分别是被观测物体与两个观测点）。

三角视差法能帮助我们判断星星与我们的距离，不过两个观察点的距离需要拉大——比如地球公转轨道。此刻观察一颗恒星，相当于眯起右眼看星星；半年后观察同一颗星星，就相当于眯起左眼看星星。

我们已知日地距离，通过数学方法，就能算出地球与该恒星的距离。

二代天文尺子：造父变星

天上星星这么多，眼花缭乱，我们该观测哪一颗星星呢？别担心，有一种忽明忽暗的恒星——“造父变星”，能帮到我们。

造父变星是衰老的恒星，身体会不断变大、变小，亮度也会随之变亮、变暗。明暗变化周期越长，绝对亮度越大。而亮度和距离也成平方反比关系，可以通过亮度直接计算出距离。

接着，我们可以通过“三角视差法”，算出特定一颗造父变星的距离，以这颗造父变星作为尺子的刻度，通过比较它与其它恒星亮度，推算出更多星球的距离。

最新款天文尺子，真是琳琅满目！

除了造父变星，天文学家还想出了很多方法，利用多种多样的“刻度”来测量天体间的距离，例如Ia型超新星。这些方法彼此之间优势互补，为各个尺度上的天体距离提供了精确有效的测量。

pc：秒差距，1pc约等于3.261光年

通过各种五花八门的测量，科学家们推算出的可观测的宇宙的大小，直径为93,000,000,000光年。能围绕地球三千多圈的日地距离与之相比，简直是沧海一粟。我们的世界远比想象的广阔，展望星空，我们的人生也会更开阔。

（本内容刊登于《珠江青少年》杂志第425期）

作者 | 邓皓文

图 | 原泳珊