天文學家是根據什麼來判斷星體與地球的距離的？動輒幾十億光年，靠譜嗎？

2018-12-10 13:41:20 佚名

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宇宙是無窮的，大到你無法想象，對於人類來說，地球是很大的，但對於太陽系來說地球又是很小的，如果是銀河系的話，那太陽系又是很小的，那地球就可以乾脆忽略不計了，而對於宇宙來說銀河系也只是其中的一個很小的部份。所以說這個宇宙太大了，我們地球在宇宙裡連個螞蟻的鬍鬚都不如。所以問題來了，那我們平時使用的距離單位什麼裡，公里、十萬百萬公里這種對於宇宙來說跟本就沒法用了，因為宇宙太大，各種星球之間的距離太遙遠，用公里去計算的話，那後面得加多少個零啊，那還不得把你的眼睛看花啦，所以後來科學家才發明了用光年作單位。你說的幾十億光年這個暫且不說，先說1光年有多遠吧，一光年約為94605億公里=9460500000000公里，這才是一光年啊，如果是1億的光年的話那還得加上8個零就是946050000000000000000公里，這麼多零是多少公里呀，月球到地球的距離是380000公里，哈哈算算是多少倍，估計計算器都無法算出來了。可以做個比喻，如果宇宙只有地球那麼大，那麼地球有多大呢，經過大概估略了一下，地球的大小還不及螞蟻鬍鬚的千萬分之一大小。所以說，宇宙這麼大，各種星球之間的距離只能用光年來做單位，當然這也是基本靠譜的，幾十億光年的距離誤差個幾光年也是很正常的，只是距離那麼遠，你實際去測量是不可能的，也許人類跟本就沒法測量，就算是科技還要發達上百倍，要去精確測量還是很難的。

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在天文學中，不同的宇宙距離尺度會通過不同的方法進行測量。至於誤差肯定是避免不了的，只是大小的問題。一般而言，天體距離地球越近，測量誤差也會相應小一些。

對於太陽系附近幾百光年內的恆星，可以通過三角視差法進行測定。這是一種非常古老的測距方法，天文學中最常用的長度單位“秒差距”就是來自於此。再遠一些的恆星，可以通過主序星擬合法、造父變星法進行測定。

至於那些數十億光年外的遙遠星系，目前最主要有兩種方法可以測定，一種是Ia型超新星法，還有一種是紅移法（還有塔利-費舍爾關係法）。

在宇宙中，超新星的來源主要有兩類。一類是大質量恆星發生爆炸，它們的亮度取決於恆星自身的質量，質量越大亮度也就越高。

還有一類是白矮星通過引力吸引伴星的物質，直至質量達到錢德拉塞卡極限，約為太陽質量的1.44倍，結果就會導致白矮星核心中的碳發生核聚變反應，造成熱失控，從而爆發成Ia型超新星。由於正常的Ia型超新星爆發時所具有的的質量都是一樣的，所以它們的亮度（絕對星等）都是相同的。通過其他測距方法標定出這種標準燭光的光度和距離關係，就能利用它們測出其他遙遠星系的距離，其誤差僅5%。

不過，Ia型超新星在宇宙中比較少見，測量遙遠星系距離的更為普遍方法是紅移法。根據哈勃定律，宇宙空間均勻膨脹導致星系遠離我們的速度V與距離D成正比，比例係數為哈勃常數H：

V=H·D

通過測定星系的紅移值，可以算出它們的退行速度，進而利用哈勃定律就能算出遙遠星系的光行距離。

火星一號

我們知道，光速為3×10ʌ8m/s，而光在真空中走過一年的距離就是一光年，也就是94610.12億千米，這是驚人的數字。而天文學家卻出口就是某某天體與地球的距離有幾十,幾萬,幾十億光年…比如天狼星距地球8.7光年，銀河系中心距地球26000光年，LIGO發現最大的黑洞距地球90億光年等。

天文學家怎麼判斷和計算宇宙中天體的距離呢？這樣的天文數字到底靠不靠譜？

一，三角視覺法。其實早在公元前2世紀的古希臘就開始利用三角學（三角視覺法）測量出了太陽☀和月亮🌙與地球的距離。三角視覺法的創始人是依巴谷。方法是：分別在地球不同的地方,相同的時間觀察空中的月亮和太陽，由於月亮距地球比太陽距地球近，於是便形成了不一樣的夾角。然後測出地球上兩個觀測點的距離，就可算出較近的月球距離：月球距地球是地球半徑的60倍。但是這個老式算法誤差太大。

二，哈勃定律。天文學家最常用的是哈勃定律來測算天體距離，原理是天體發出光譜線的距離。當光源天體向觀察點遠方運動時，便會發生紅移現象；如天體向觀察點靠攏，就會出現藍移現象。紅移和藍移的亮度跟移動速度成正比。這就是20世紀20年代天文學家哈勃研究和總結出來的——哈勃定律。這個定律已經成為了天文學家的“量天尺”。方程式為：

v=H0D（v是測出的星系遠離速率，H0是哈勃常數：73.52±1.62km s-¹Mpc-¹，D是星系與觀察者的距離）。

利用哈勃定律算出了宇宙直徑為930億光年。

測算和判斷天體距離的方法還有造父變星法,光譜光度法,Ⅰ型超新星法。

弄潮科學

給你講句實話吧，這個不靠譜，我們只能把成熟的參照物作為衡量的標誌，比如月亮到地球的距離為384401千米，約等於40萬千米，誰也沒有實際去測量過也無法測量，太陽光的速度也無法測量一般我們人類定為30萬千米每秒，也就是說月球到地球光只要一秒左右就到了。

地球和太陽的平均距離是1.5億千米，光速是每秒30萬千米，簡單計算後會發現太陽光到地球需要8.3分鐘。太陽到月亮的距離是1.433億千米至1.559億千米。

然後用已知的條件去衡量未知的距離，作一個大概的確定。天體之間的距離已經超出人類認知範圍，人類覺得不可思議不可理解，然而茫茫宇宙中還有操控這一切運行的最高機構人類更加無法理解，因為這一切都是有規律運行的。

健康是成功的首要條件

我是個天文愛好者。題主提這個問題是有一定的道理。是啊！別說幾十億光年遠的天體，就是與地球近距離的星球誰也不可能拿尺子去丈量確定。
我們地球距

太陽直線距離是1.49億公里（1個天文單位），從夏至日至冬至日地球移動到太陽另一側軌道，也就3億公里的直線空間距離，這裡還不計算太陽還在銀河系中運功、遠處的天體也在運動的速度。

就以北斗七星為例吧（大熊座），與地球平均距離約100光年，就人類幾千年來的目測記錄，基本上發現不了星象移動的跡象，所以肯定宇宙中的天體之間距離都十分遙遠。

“光年”是距離單位，並非是時間單位，1光年距離是9.46萬億公里。假設把1秒光速（30萬公里）縮成1毫米，那麼地球挨著月球（平均距離38萬公里）比芝麻粒還小，縮短後的1光年是31.5公里。

銀河系直徑為10萬光年（也有觀點是16萬光年），10萬光年縮短後是315萬公里；距離我們最近的星系是“仙女座”，距離我們是250萬光年，縮短後距我們約8千萬公里，所以想起來宇宙中的立體空間十分龐大。
天文學上來測距宇宙中的天體距離，是根據大射電望電鏡所搜尋到的光譜再加以數據分析
，雖不十分確切，但很靠譜。
光速在宇宙中傳播速

度並非都一樣？有真空傳播，有遇到反光後的曲線傳播，有遇到黑洞吸引阻撓而阻礙傳播速度的現象等。

至此可以想象：相距地球上億光年的天體只能說遙遠、太遙遠，無法去想象，誰也無法去論證。想多了，會把腦子想壞的。