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科学家怎么算出星球之间的距离?2018-6-20|阅读:607 次|出处:搜狐|编辑:管理员

  • 光年一般是用来量度很大的距离,如太阳跟另一恒星的距离。光年不是时间单位。在天文学,秒差距是另一个常用的距离单位,1秒差距=3.26光年。

    宇宙中天体间的距离非常大,如果以最常见的千米为单位计算非常麻烦,以光年为单位来计量就容易多了。光在真空中一年所经过的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒,也就是3×108米3×107秒(儒略年长度等于365.25日,以2000年1月1.5日(记作J2000.0)为标准历元)所以,一光年就是9.4605×1015米。

    科学家怎么算出星球之间的距离?

    测定天体由近及远主要有以下几种方法,它们使用的距离越来越远,但是精确度也越来越差。

    1.雷达波法:直接向天体发射雷达波,通过雷达被反射的时间确定距离。适用于太阳系内天体。

    2.三角视差法:通过地球绕太阳的公转引起的观测天体位置的变化来确定天体的距离。适用于1000光年以内天体。

    3.造父变星法:通过造父变星的亮度与光度变化周期之间的关系来确定天体的距离。适用于几百万光年以内(能分辨出一个星系内的造父变星)

    4.光谱光度法:利用主序星的亮度和光谱类型的关系确定距离,适用于几千万光年以内(能辨编出蓝巨星——最明亮的主序星)

    5.I型超新星法:I型超新星的亮度是一个定值,通过测定它来测定天体的距离(适用于所有能有I型超新星的星系,不过比较少)

    6.哈勃定律法:通过天体退行速度和距离之间的关系来确定天体的距离(所有星系)。

    上面几种方法能够测定的距离越来越远,但是精确度越来越低。第一种方法可以精确到厘米级别(测定月球);但是最后一种方法有的是有误差比数值还大,是实在没办法才用的方法。要是要根据所要测定天体的距离来选择合适的方法。

    几百光年的距离,最好的方法就是三角视差法,精确到几光年是没有什么大的问题的。

    那么什么是三角视差法呢,正如这个名词所表示的意思一样,顾名思义,这个方法是和人的眼睛有关系的,举个例子,当我们在看一样东西的时候,如果分别用两只眼睛去看某件东西的时候,会发现这样东西的位置在两只眼睛当中是不同的,就这是所谓的视差,那么由于东西本身是没有移动的,那么两条视线和这个东西之间就形成了一个三角形,然后我们通过计算两条视线的夹角以及数学定律就可以计算出某个天体离我们有多远了。

    一般来说,100光年以内的恒星,可以以更远的恒星作为背景,在地球冬天的时候对着它拍一张照,在夏天的时候再对它拍一张照。地球冬天和夏天的距离就是地球公转的半径。再利用两个角度,用三角测量法就可以计算出来。

    至于100光年以外的,由于顶角太小了,别的测量方法就比较多了,比如先分析这个恒星的光谱,算出多普勒效应,计算出恒星运动的速度,再根据别的恒星的比较,用三角法计算出。恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度,这种现象称为多普勒效应。

    但是,三角视差法的适用范围最多也就在300光年以内,超出这个距离之后,三角视差法会产生许多的误差,那么这个时候,我们就需要更加先进的测量手段了,科学家给出的方法是通过计算造父星的发光频率来进行测量,由于造父星是变星的一种,那么其发出的光是呈周期性的,说白了就是造父星发出的光是一闪一闪的,而且每两次闪烁之间的时间是固定的,由于时间是固定的。那么我们可以计算出这个期间内造父星的发光总量,那么光变的周期越长,造父星对外发出的光度越大,然后通过计算周光的关系就可以判定这颗天体处在多远的距离之外。

    那么,如果距离更远一点,超过一百亿光年之外那怎么办呢,一般来说这个时候我们已经看不见任何的单个天体,那么造父星观测法也已经失效了,但现代的科学研究告诉我们,我们这个宇宙是在膨胀的,越远的物体其发出来的光看起来就越红,这种现象科学家称之为红移,那么由于光是一种波,波是存在频率的,那么通红计算光的频率,再带入哈勃定律就可以知道某个宇宙空间离我们有多远,同时也可以判断出某个光飞了多久才抵达到地球,所以,这也是目前为止人类最为靠谱而且准确的计算手段了,

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