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  • 1 # 大眼富

    茫茫宇宙,遼闊廣袤,充滿了太多的未知,讓它高深莫測,充滿了神秘。

    然而,我們人類卻是在經常問為什麼的過程進化過來的,對於宇宙的好奇心從沒斷過。

    宇宙究竟有多大?其他行星離我們有多遠?

    為了測量宇宙,天文學家發現了量天尺。

    那麼如何測量地球到其它恆星距離?

    茫茫宇宙,要測量它的距離,真的不是一件容易的事情。

    利用鐳射束或者雷達波進行測距,測算地月等短距離,可以完美適用。

    不過要測量地球到光年外其它恆星的遠距離,就比較困難了。

    所以需要一把更大的測量尺子,這就是量天尺。

    目前,人類發現和掌握的量天尺,有三種,三角視差法、造父變星法、la型超新星法。

    三角視差法,就是人類所掌握的第一把比較可靠的量天尺。

    它根據人的視角差來進行測量距離。

    比如,1月份在地球用望遠鏡觀測恆星,記錄下仰角。

    大概到了七月份,地球繞到太陽另一側,再次觀測該恆星,記下仰角。

    這個時候,可以得出一個由1月地球、7月地球和該恆星組成的一個等腰三角形。

    連線1月和7月、太陽和該恆星,就可以得到兩個直角三角形。

    透過兩次觀測的仰角,得到兩個直角三角形,再利用三角函式,直接可以求解出地球到該恆星的距離。

    三角視差法測算非常準確,對於300光年之內的恆星,都可以運用此法。

    天文學家發現的第二把量天尺,叫做造父變星尺。

    需要觀測更遙遠恆星時,就需要一把比三角視差更大的量天尺,天文學家又發現了一種新的量天尺,它叫做造父變星尺。

    步入晚年的恆星,氫元素即將燃盡,致使它磁場不穩定,星體開始一脹一縮地脈動。

    星體的膨脹和收縮,就引起了亮度的增加和減少。

    這類高光度週期性脈動的恆星稱為造父變星。

    不同的造父變星,它的光變週期也不相同。一般在1~50天之間,每顆星的光變週期都非常準確,可以同時鍾媲美。

    更重要的是,造父變星的光變週期暗含了一個重大秘密。

    經觀察發現,造父變星具有一個非常簡單的規律:亮的造父變星,光變週期長;暗的造父變星,光變週期短。

    即是,週期越長,光度越大;週期越短,光度越小。

    透過觀察造父變星的一脹一縮的光度變化,來測量出造父變星的光變週期。

    有了光變週期,從而能夠計算出星體的真實亮度。

    距離越遠,看到的光亮就會越微弱。把觀測到的亮度,與計算出來的真實亮度進行對比,形成亮度差。

    根據亮度差異,我們就可以計算出它的距離。

    這就是天文科學家掌握的第二把量天尺,造父變星尺。

    對於銀河系周邊的星系團可以利用造父變星來觀測。

    可是再遠一點的星系,由於距離過遠,透過望遠鏡觀測到的星系,僅僅只是一個亮點。

    根本無法區分出造父變星來,於是造父變星尺也變得無能為力了。

    後來,天文科學家發現了第三把量天尺,稱為Ia型超新星爆炸尺。

    有一類特殊恆星,它們是成雙成對出現的,一個是紅巨星,一個是白矮星,構成雙星系統。

    由於白矮星質量較大,引力強大,它在自己油盡燈枯的時候,開始瘋狂吸收紅巨星拋噴出來的物質,來壯大自己。

    隨著吸收越多,質量越大,當它的質量達到了太陽質量的1.44倍時,就會“嘭”一聲巨響發生爆炸。

    找到爆發的Ia型超新星,拍攝它的光譜,記錄下它的視亮度。

    再與星體真實亮度進行對比,得到亮度差,從而測算出它的距離。

    心有疑問,那麼遙遠,星體的真實亮度如何知道?

    有一個古怪天文學家,他計算出白矮星的質量不會超過1.44倍太陽質量。

    當時,他提出1.44倍這個數字時,大家都認為他是在扯淡,沒人肯相信。

    幾十年以後,天文學家發現了許多白矮星,它們的質量都沒有超過1.44倍的太陽質量。

    當白矮星的質量到達1.44倍的太陽質量這個臨界點時,它果真的就爆炸了。

    這表明,每一個爆發的Ia型超新星都具有大致相同的質量,約1.4倍太陽質量。

    它們都具有大致相同的亮度,約45億個太陽亮度!

    所以,我們就知道了。

    Ia型超新星的真實亮度就是約45億個太陽亮度!

    我們明白,距離越遠亮度越小的道理。

    我們拍攝它爆炸時的亮度與真實亮度進行比較,就能測算出它的距離。

    雖然Ia型超新星非常稀少,但是宇宙足夠大,星體按億億來計算的。

    所以,我們又能夠找到不少的Ia型超新星。

    從而讓我們有機會測量出宇宙的大小。

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