測量距離是天文學家研究任何天體時第一個想要做的事情。因為只有知道距離，才知道這個天體的真實亮度是多少。

對於距離稍近的恆星，天文學家用恆星視差的方法。地球圍繞著太陽運動的時候，離地球很近的恆星會相對於背景恆星發生位置改變。透過測量這種改變就可以知道臨近恆星的距離。

知道恆星的距離之後，就可以計算出恆星的真實亮度。透過測量恆星的顏色，又可以計算出恆星的溫度。恆星的溫度越低，它的顏色就越偏紅。比如紅巨星，它的溫度只有2000多度。而我們太陽的顏色是偏黃的，它的表面溫度有6000多度。溫度越高，恆星的顏色就越偏藍。比如藍超巨星的溫度可以達到3萬度。

恆星的真實亮度和恆星的表面積成正比，和它的溫度的四次方成正比，因此就可以計算出恆星的直徑，也就知道了恆星的體積。

上面說的視差的方法是唯一“直接”對恆星測量距離的方法。對於再遠一些的恆星，則無法測量到視差。這時就要利用各種所謂的“標準燭光”，即已知其真實亮度的天體。然後根據“看到的亮度越遠越暗”的道理，確定出它的距離。這些標準燭光包括特定光變週期的造父變星，Ia型超新星等。哈勃當年就是利用造父變星發現了宇宙的膨脹，而２０年前發現的宇宙加速膨脹（也就是暗能量）就是利用Ia型超新星發現的。

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