記憶法教練

一、三角視差法

定義：利用不同的觀測點，對同一個物體進行觀測，連線成等腰三角形，根據三角函數計算出等腰三角形的高即所測距離。

範圍：部分河內較近的恆星或者星系，大約300光年距離內。

方法：由於地球繞太陽公轉，所以一年測兩次，當地球分別位於近日點和遠日點時。當欲測恆星較遠，週年視差角過小，此方法不再適用。示意圖如下：

二、造父星法

定義：通過測定造父變星，進行造父變星所在星系的距離測定。造父變星是週期性脈動變星，它的亮度隨時間呈現週期性變化。

範圍：河內星系或者臨近的河外星系。

方法：首先利用三角視差法，測出地球附近的幾顆造父變星的距離。通過所測數據推導出周光關係（常用已知數據）。根據周光關係，可以計算出遙遠的造父變星的絕對星等，再根據其絕對星等和目視星等算出距離。

定義：紅移指物體的電磁輻射由於某種原因波長增加的現象，跟機械波的多普勒效應類似。在可見光波段，表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，即波長變長、頻率降低。我們所測星發出的光產生宇宙紅移；哈勃定律：星系光線的紅移與他們的距離成正比。

範圍：超遠距離星系的測距。

方法：接收到遙遠光線確定出他們產生的紅移，根據哈勃效應計算出距離。

（圖片來源網絡，侵刪）

篇幅及能力有限，簡述上邊三種方法，讀者如果感興趣可以去自仔細查一下資料。還可以去了解一下，分光視差法、HR圖法、超新星法。

微言淺見，祝好。

黑洞家的鏟屎官

這是一個非常有趣的問題。

天文學當中的距離單位，除了比較出名的“光年”（光在一年中跑過的距離），還有天文學家在科研中常用的“天文單位”、“視差”、“秒差距”和“紅移”，下面結合題主問題主要講一下視差。

對於10光年遠的一顆恆星，我們一般通過三角測量的方法得到它的視差。視差的意思是說，如果選定一條基線，在基線兩端的分別看向觀測目標，目標相對於背景會有一個視覺上的位移，這個位移對應的角度大小就是視差。如果在眼前舉起一隻手指，分別閉上左眼和右眼，會發現手指在背景上的位置有一個移動，我們的兩眼就是利用視差的原理確定物體的遠近的。

因為恆星離我們很遠，所以即使以地球軌道直徑作為基線，恆星的視差也很小，視差的數值越小，說明這顆恆星離我們越遠。比如全天最亮的恆星天狼星，視差只有0.379角秒，天鵝座的天津四（就是經常和牛郎織女一起出現當燈泡的那顆星）的視差只有0.001角秒。好在我們現在測量視差的技術已經很成熟了，還有專門的衛星在太空測量遙遠恆星的視差，所以對於100光年左右的恆星，我們可以通過三角測量很好的確定它的視差和距離。

離我們100億光年遠的天體（通常是星系和星系團）用的是不同的測距方法，簡單來說是看譜線的紅移再結合宇宙學模型的方法來計算距離。也就是說，測量宇宙中的不同距離要用到不同的方法，就好比測量頭髮絲的直徑和測量足球場的長度要用不同的尺子一樣。

宇宙浩瀚無垠，個人水平有限。如有疏漏，請多指教。

喬小海

最近看頭條，老是被一些不相信科學的人弄的頭大，什麼核聚變1.5億度高溫用什麼材料裝啊，星星距離我們100億光年，如何確定不可理解啊。其實，科學家們不是人們心目中的書呆子，真正的科學家才是解決問題的實幹家。在普通人看來不可理解、無法解決的問題，科學界會用各種方法來解決。例如這一問題，答主在別處看到有人說總不能是科學家觀測了100億年吧？

不是的，星星和地球的距離不是觀測出來的，是推算出來的。在天文觀測中，人們發現一個現象，就是似乎所有的恆星都在遠離地球（只有極個別的在向地球方向靠近），越遠的星星遠離地球的速度越快，就像宇宙在不斷膨脹一樣（別說你肉眼怎麼看不出來）。而這個現象是通過對這些星星的星光進行光譜分析得出的，科學家發現星光譜線紅移各不相同，有的少一些，有的非常多，根據紅移的量，科學家就能計算出星星遠離我們的速度，進而根據哈勃常數推算出星星和我們的距離。

譜線紅移是一種多普勒效應：想象一下火車鳴笛朝你而來，你會感覺笛音偏高，火車鳴笛遠離你，你會感覺笛音偏低，根據聲音偏高或偏低的量，能夠計算出火車的速度。科學家發現光也存在這樣的現象，光源遠離我們，其光譜線會向紅外一端偏，速度越大，偏離就越厲害，這種現象叫光線紅移；光源靠近我們，其光譜線會向紫外一端偏，速度越快，偏離也越厲害，這種現象叫光線藍移（不叫紫移，其實是一樣的）。根據紅移或藍移的量，就能計算出光源的速度。

上面說的是天文觀測中的哈勃定律，有興趣的可以上網搜一下，自己也可以計算出來星星和你的距離（就是很簡單的乘除法）。根據哈勃定律，人們發現極遠處的星星似乎以光速遠離我們，宇宙當真大的不可思議！

在哈勃定律發現以前，人們只能推算少量星星和地球的距離，那是採取古老的三角定位測量方法，比如在夏至日觀測一顆星星在星空中的位置並記下來，到冬至日再觀測同一顆星星，利用視差計算。這相當於以地球繞太陽公轉直徑做三角形的底邊（3億公里），星星到地球的距離就是這個三角形的高。這種方法只能推算離地球比較近的星星的距離（大概幾十光年內吧），再遠點誤差就太大了，甚至根本就算不出來，因為更遠的星星，即使以這麼大的的三角形都看不出視差。

記憶法教練

許多我們平時使用的正確定理，在高速的情況下都是不成立的，甚至是錯的。因為我們生活的環境速度太低了。

測算光年的距離利用了兩個定理：1、光速不變定理。2、多普勒效應。

如果光譜發現是紅移，就是遠離；如果是藍移動；根據波長變化計算出來的。光速約30萬公里每秒，計算的時候為300000000米/s；別數了，八個零。

光速不變原理是通過實驗驗證到的，不管什麼光，在任何參考系中測量，在真空中的光的速度都是一個值。我們的日常生活經驗測量速度，舉個例子：我們在一個5m/s的車上以5m/s同向走動，我們在地面測算出人的速度是10m/s。

我們的計算公式是：V=v+u和V=v-u。速度同向相加，逆向相減，有夾角就進行矢量合成，我們都是這麼測算的，這個叫伽利略變換公式。我們從小學到高中都學了，考試的時候都是這麼算的。

但是這個公式是一個近似值，這個公式在接近光速的時候不成立。洛倫茲在這個公式加了一個修正變量。

邁克耳孫-莫雷實驗

為了驗證以太的存在，邁克耳孫-莫雷進行了實驗，但是上哪裡找速度這麼大的參考系呢？他們聰明的想到了地球，地球繞行太陽，速度非常大，和光速疊加效果肯定明顯。於是他們進行了實驗，但是結果卻震驚了他們。不管同向逆向如何弄，光速都是一個恆定值c。

他們懷疑是不是測量問題，檢查之後，發現沒問題。再測量還是如此。

天吶！光速恆定不變，伽利略變換公式錯了！

說到這個就要講一下一個洛倫茲變換：

v' = (v + u) / (1 + uv/c^2)

上面的洛倫茲變換公式中，c為光速，^2為平方。你會發現，這個公式符合實驗結果，而且v'永遠不可能大於c；光速像被焊死了一樣。

那麼有沒有可能達到光速呢，答案是：不能，但可接近。

m = m0 / sqrt(1 - v^2/c^2)

（上班了，空了再寫）

那麼多普勒效應是什麼呢？舉個例子，你聽見汽車呼嘯而來聲音拉長遠去，因為聲音波長變化，所以你聽到的不一樣。

嘟嘟讀讀

天文測距確實是非常專業的問題，個人是非專業人士，也就只有直接搬度孃的詞條來跟大家討論了……其實天文測距基本原理跟地面上一樣，就是找到合適的尺子，我們裁剪衣服會用到米尺，測量田徑跑道就會用到百米捲尺，而測量恆星、星雲、星系的距離也同樣因為遠近的不同而用到不同的尺子；

“三角視差法”的發現和運用

如果地球不是繞太陽運動的，那麼從地球上看同一個恆星就不會有方向上的差異。如果地球是繞太陽運動的，那麼從地球上觀測某一顆恆星時，由於地球在其軌道上位置的變化，就必然產生方向上的差異，也就一定會有視差出現，其實，它是相對於更遠的恆星有位移。自從哥白尼提出日心地動學說以後，許多人企圖觀測恆星的視差，以此來證名哥白尼學說是否正確。但是，自哥白尼提出“日心地動”說以後300年間，沒有人測出恆星的週年視差。因此，有人開始懷疑哥白尼學說是否正確。直到1837年—1839年，幾位天文學家終於測出了

恆星的星等相差很大，其本身發光強弱是原因，但距離的遠近更起著顯著的作用。較近恆星離我們的距離可以用三角方法來測量

測算相對近的星團還可以直接用“看”，而更遠的恆星，尤其是河外的星系就必須上“尺子”……這選尺子肯定最好是穩定不變的，可宇宙萬物都是在不停變化的，所以這尺子一定是要夠顯眼、夠穩定，就算有變化，其變化也呈穩定的週期變化。

量天尺“造父變星”是星系測距的關鍵

造父變星本身亮度雖然巨大，但是

看熱鬧不怕事大30

當地球位於太陽兩側，也就是相隔半年的位置上測量遠處恆星在天空背景上的移動，再利用地球的公轉半徑，是可以得出結果的。但這種方法只能測量距離比較近的恆星。對於距離比較遠的天體，還可以用別的方法，例如當恆星遠離我們時，多普勒效應會造成光譜紅移，測量紅移量也可以得出距離。又如，有一類恆星叫造父變星，它的特點是光變週期越長，絕對星等數值越小，也就是說，測量了它的光變週期，就可以得出其絕對星等，而目視星等和絕對星等間存在和距離相關的函數，也就是說，測量了造父變星的光變週期，就可以得出它的距離。這種方法常用在測量河外星系的距離上。因此造父變星有個外號叫“量天尺”。

目前比較普遍的是三角視差法。三角視差法是把被測的那個天體置於一個特大三角形的頂點，地球和太陽是這個三角形的另外二個頂點，那個天體與地球和太陽的連線會形成一個夾角，通過測量地球到那個天體的視角，就可以求出那個天體和地球的距離。夾角的單位是角秒，距離的單位是秒差距，角秒數和秒差距數互為倒數。

其他方法還有分光視差法、星團視差法、統計視差法、造父視差法和力學視差法等。

喵星人傳奇

假如我說星星距離我們多少多少光年，誰信？

人家科學家隨便說都有人信，反正又沒人能說得清，誰最權威誰說了算。

北國小野草

只能依靠光，通過光的亮度來確定距離，距離我們越近就越亮，越遠就越暗。在宇宙中我們選一些亮度穩定的恆星作為標準燭光，以此做為標準距離，通過換算獲得其它恆星的距離。至於標準燭光的距離是通過太陽的距離換算而來的。基本原理是根據亮度關係，通過已知距離換算未知距離。

謎一樣的目光

其實科學家的理論多數都是基於數據，還有就是結合前有論證而得出的答案，但這些也不一定是完全正確，因為為除了科學家自己以外，我們普通人並沒有能力證明他們說的是對是錯，以前，不管是相對論還是萬有引力，都曾有人提出異議，所以，我們現在得到的宇宙知識，只能說是一個概念。每年的諾貝爾獎，能得到提名的寥寥無幾，只有萬分之一都不到的科研工作者能突出貢獻，當然，我們不能否認他們這一群體的努力，但多數窮盡一生，都是碌碌無為的。

環擔山1

如果是河內星球，視差法也許就夠用了。就好比樓主如果輪流睜閉左右眼，看到的圖象略有差別一樣；地球在公轉軌道上的不同位置時，觀察到的星球位置也可能有細微變化。\n\n如果是距離更遠的，可以利用造父變星。好象是因為這類恆星因為本身核反應的問題，光亮程度有周期變化。也就是反過來可以通過亮度的變化週期，來推測其亮度。然後找幾個比較近的變星測一下，確定這個週期和絕對亮度的關係，就可以用來推算河外恆星有多遠了。\n就好比大家都知道一百瓦白熾燈很亮，所以如果看到遠處有個比較暗的燈，同時又確定了燈是一百瓦白熾燈，燈的距離大約也就可以估計出來了。

關鍵字: 光年 等腰三角 科學