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第258章 估算一下（第1页）

今天呢是个特殊的日子啊，我不是要说情人节，而是世界计量日，从今年起啊，千克等基本单位的新定义就是笑啊，那大概呢？以后我们就正式说拜拜拜拜了，所以今天还是比较值得铭记的，那关于国际基本单位的历史啊，还有新定义啊，咱们在之前已经通过这个这个视频啊，来给大家解答过了啊，所以就不赘述，还是咱们正常进行这个天文学的专辑啊，不过今天的内容呢，可计量还是有很大关系的，那咱们今天要来讲天文学家是如何测定这个天体之间的距离的呢？唉，这个问题大家也应该也比较感兴趣，对吧？你比如说我们是怎么知道说这个月亮离我们有多好的，别着急啊，咱们由浅入深啊，这就开始了上去呀，咱们开了个头，说说最早呢什么想到的办法就是通过市场啊，什么是视差吗？啊，你比如说我，我们抬起大拇指的，然后分别用左眼和右眼啊去观测这个大拇指的位置的位置啊，感觉是不是不是这。

啊，但真实情况是啊，大拇指，它并没有动，而是说分别用左眼和右眼啊，你看到的这个大拇指在背景上的投影生了变化，那这叫做视差位移，那这个方法也叫做拇指测距在一些这个战争题材的电视剧当中，经常出现对吧那具体说日子是怎么测的呢？我们把大拇指放在这个实线的中间，给它固定好了，那此时你自己的双眼和这个大拇指呢，就构成了一个等腰三角形啊，这斜边就是近似的必成对吧，抵边呢，就是两眼的距离啊，双眼和大拇指之间的够长的这个夹角，这就叫做大拇指的是叉角啊，你会现这个拇指啊，你眼睛眼镜那个视察脚呢就越大啊，在背景上，它引起的这个视察位移啊，他就越明显，如果这个大拇指的位置，他是固定的，那么背景越远，这个视差位移则越明显啊，其实这就相当于是说两个相似的三角形对吧？所以我们就可以。

通过啊，这个底边比上高来近似的估算这个距离了，你比如说一一般情况下人眼的瞳距就是67厘米左右的这个拇指到眼睛的距离呢也是说大概的6o厘米左右，也就是说我这边的这个三角形，它的高比上低就是6o比上六就约等于十左右对吧？那咱们就按照十来计算吧，然后呢，你选定一个远方的物体啊，先用左眼去看，把这个拇指给他放在一个物体上，然后呢拇指不要动这个手换成右眼哎哎，你会现这个拇指啊，它就偏离这个物体一段距离了啊，这一段距离就是大拇指，另一边儿的这个三角形的第一边啊，你要估算一下嗯嗯，你比如说这个是拇指的位置，另一边的一米左右，形成意识，对面儿这个三角形的高了对吧？也就是距离我们大拇指的这个距离大概就是十米左右啊，这就是整个过程，这个办法啊，就是早期在部队里边儿并做鬼啊，有经验的，泡水的，泡水的，泡水的就可以通。

为未来估算的轰炸点的距离啊，但是呢，误差会比较大啊，就完全是靠经验啊，可以说我们如何利用这个方法来测量天体之间的距离呢？原理是差不多的，但还是不一样的啊，这块大家也可能存在物质啊，就是拇指测距啊，他测的是这个背景的，而是测量天体呢，就相当于说我们测量这个大拇指的距离啊，距离啊，你比如说现在就有这么一个天体啊，他理我离我就这么近啊那我一旦知道了它的十叉脚啊，还有这个双眼的距离，那我能不能算出这个天体的巨也就是说？这个近似的臂长对吧对吧啊啊，这不就相当于说已知一个等腰三角形的这个顶点和底边，然后求这个三角形的高一样，对吧？很简单呃，这个方法就叫做三角式插法啊，我们一旦构造出了一个特殊的三角形，那就是一道几何题了，你比如说我现在啊，他想通过这个方法来测量月球离我们有多远怎么办呢？理论上啊，我就可以找到某一时刻，那就当这个月亮啊，他刚刚好穿。

属于地平线的时候，那此时我月亮还有地心，它就会形成一个直角三角形啊，其中呢，只是向月亮的这个角色叫做月亮的地平是他呢？如果我们知道了这个月亮的地平是啥，以及其地球半径啊那这个三角形的斜边是不是很好球类当然这是理论上的？因为这个地坪是啥的不是很好测量啊，就不能真的去到这个地方去管它，对吧那怎么办呢？也没关系啊，我们稍稍稍稍改动，改动下思路，我们可以在地球上任意选取两个相距较远的地点啊，分别同时去观测这个月亮的位置啊，然后呢？根据咱们刚才说的办法，就是通过这个呃，这个顶角和底边的这个扁长来计算越低距离啊，或者你可以推算一下月球的这个地平时差，然后再用这个办法来球啊，结果是差不多的，月亮的地平是差，大概是57角分算出来的月历，距离大概就是384万千米啊，但是现在的测量这个约定距离的方法肯定不是这个了吧？

雷达技术出现之后啊，人们可以说我通过射一束无线电打到这个月亮表面，等到这个信号返回来的时候，我计算一个时间点啊，然后怎么办呢？就是丞丞一个光对吧？这就是一去一回的这个距离啊，然后再抽烟，这个是单程距离了，后来呢，这个激光技术成熟之后就不用无线的，就是就是就是就是激光，因为激光的这个方向性好啊，他精度要比无线1969年啊，美国阿波罗月的时候啊，曾经在这个月亮上呢，放置了一个后向反射器啊，你就可以把它们可以把接收到的这个激光给他远路反射回去啊，这很棒对吧？所以现在人类对于月月底具体的测量可以轻松地做到厘米级别的，这个技术也不是很容易啊，先你得通过激光和精准的找到这个反射器啊，然后还得要求对时间的测量的这个进入啊，咱们国家是在2o18年就是去年成为第四个实现了月球激光测距的国家啊，不过呢，这个办法啊，这进去的还行。

远点儿就不行了啊，你比如说我现在想要测量出激光年审几百光年以外的这个恒星啊，咱们先不说这个激光才能返回来啊就咱就假设他有这个反射器，它能反射器，它能反应那等到他返回来的时候，她也是说几年甚至几百年之后了，完了就没有意义了，对吧，所以这个测量比较远的恒星那就不能激光了主料呢就有这么几个办法，第一就是咱们刚才说的这个三角式插法，那个个个应该现了这个三角式插法的精髓啊，就在于这两位以质量的一个直角三角形的，他这个是三角形的是差价吧另外一个就是视察角对应的这个编程也也叫做极限理论上啊这个机械你选择的越长，那测量同一物体的这个视察角儿就会越大啊，机械越短呢你这个是大脚他就会越小啊那测量越亮我们可以说在地球上你选择极限啊呃这个角度还是可以分辨的，就是一旦测量遥远的一个恒星啊你就算我们使用地球的这个直径啊，当做机械就一个人你在北京一个人在哪？

成绩进行观测啊，那这个是啥奖也是微乎其微啊，就根本就没法测量啊那怎么办法呢？我们可以利用地球的绕日公转轨道来当做机械诶，这就比地球的只是硬大多了啊，那具体怎么测量呢？嗯，地球的公转周期就是一年，对吧？今天我测量的时候，某颗恒星啊，在天球上的这个位置坐标半年之后，唉，这地球是不是就跑到这个公转轨道另一边去了？我再测量一下这颗恒星在这个天球上的坐标啊，通过两次坐标的变化，我就可以知道这个横行的这个是啥位置了然后再求出他的时差角，然后再用这个三角函数需求啊，这就是咱们上期也提到的这个天文学家下布拉德利是花费毕生心血，希望找到的数据，呃，可惜他一生也没有找到，对吧？他就是说证明这个视察的存在啊，不过巴特力呢，他碰巧现了光行差和章动是吧，那谁是第一个说现这个恒星的视差的是18世纪墨西哥，德国的数学家和天文学家贝塞尔啊！

就是给出这个贝塞尔函数的贝塞尔啊，他当时呢就是测量的这个天鹅座61的周年市场啊，然后估算出来距离啊，下面呢，咱们就来具体的说一下，这个三角式沙法，你比如说这是地球的这个绕日公转轨道啊，这是太阳，这是一个椭圆啊，但是我们近似地把它看成是一个这个正状啊，然后呢，只有一颗遥远的恒星，这颗恒星啊，最最好是有个要求啊，就是他要垂直于这个面，或者说恒星和地球的这个连线啊，要垂直于地球和太阳的连线，因为只有这样才能保证这个视察啊，是最大的好测量好那比如说啊，这个地球呢？呃，现在他在这，我们测量一下这个恒星的坐标，半年之后，这地球呢？跑到这儿来了，我再测一下这个恒星的坐标，此时啊，这个轨道半径呢？它所对应的这个张角。

也就是说，这个大角的这个一半，我们叫座，这颗恒星的周年市场啊，记住啊，教派叫周年市场，其中的这个日历距离啊，我们记错是a，然后恒星到太阳的这个距离，我们既做大1那一个简单的三角函数就是赛派就应该等于a除以。挣钱啊，因为这个派啊，他太小了，通常不会过一角秒，所以这个正切正弦他都是近似，并并且在实际算当中啊，连正弦都不用啊，就用弧度角来计算，就是当这个派啊，他特别特别小的时候，这个赛季派就近似的等于派对吧，但是这是弧度制啊，所以呢，也就是这个派啊，他等于abI1那如果我们换算成角度是啊，一弧度等于多少呢，就等于18o度他再除以个派对吧呃这个值约等于572九五七九五一度，那再把它换算成角秒额乘以6o是角分再乘以六十十九秒也就是乘以36oo那一糊涂就约等于焦庙好，那我们把这个公式啊再给它改动一下，如果我们用胶。

啊就打两匹就表示用九秒来表示，也就是派呢就应该等于二零六二六五倍的aI比上一个1，对吧？那当其中的这个派他等于一角秒的时候，这个1它就等于二零六二六五倍的哎，好，这个关系是很很重要啊，各位可以记一下，其中这个a表示什么呀？表示的就是这个日日地距离，对吧？这个距离呀，在天文学上叫做一个天文单位简写是au，而这个1呢叫做一个秒差距简写是pc它就等于个天文单位含义就是说，当某个恒星，他的周年视差为一角秒的时候，它距离我们的距离就是一秒差距，秒秒差距，天文单位还有大家熟悉的光年，这就是天。

专门学生最常用的三个车里单位啊，彼此之间的这个换算呢？也可以先告诉大家，我写这儿一秒差距等于问问单位等于326个光年等于三点ox1o的16次方米，一般在天文学当中，嗯，对，远距离的天体就更喜欢用这个秒差距啊，因为秒杀距比光年还长，对吧？再一个呢就是你只要知道了这个中年是差距就可以很快地算出来了就清楚了，你要再换算成光年的话就就比较麻烦了，但是哥哥应该现了，就这里边有一个严重的问题啊，就这个auta到底是多少呢？如果我要是不知道义务的具体置，那我还是得不到这个换算公式的，唉，这就是咱们上期上期说的就是它当中一个比较棘手的问题，咱们咱们准备下期再说今天呢，就先把测量天体具体的所有的办法啊很多说完。

通过三角式塔法确实可以近似地求出一些恒星的距离啊，不过这个办法也有一些限制啊，就我们之所以可以测量出比较好，一个横行的这个中间是因为我们选取了地球公转轨道半径来当做这个机械啊，那时我说航行再远一点儿，对于这个机器来说，他的周年时差也都小到无法测量的时候，这个三角式方法就不能用了，目前这个办法的有效策略啊，大概是3oo万年左右啊，就出这个范围呢横行的这个周年是差额这个角度啊，那你就测量不出来了，就不出来了，就那怎么办呢？有同学说，我们可以把这个机械啊，再给它加长点吧，那你比如说我们在地球上观测一下，然后呢？再跑到海王星上，再去观测一下，你还别说啊，这个科学家还真考虑过这个想法啊，就是说，比如说在海王星上建立一个观测站或者是什么贸易经啊呃？不过这个计划就显得太红了，最主要的是啊，要想要观测这个更遥远的恒星啊，咱们还有别的办法啊，方法。

叫做光谱分析法，也叫做这个风光式插法啊，就是通常呢就是测量一个遥远的恒星的光谱啊，然后呢，找一下这个峰值波长，这个数据能干啥呢？她能够大概的算出这颗恒星的表面温度和绝对性的啊，一般来说，这个恒星温度越低，那颜色就会越红啊，光度就会越低啊，呃，这个温度越高，那颜色就会越蓝光度就会越大啊，比如说常用的这个哈佛光谱分类啊，就是温度从高到底就是obaamgkm这这这这这这个数据还有一句话就是说毕业翻盖翻盖儿私密他就每个手指抚他就表示一类恒星光谱啊，也也挺能研究的，对吧？对具体的等咱们讲到这个恒星的时候应该还会提到你这样呢，我们就可以通过这个峰值波长能够知道大致的他这个光度了，而也就是绝对性的，然后怎么办呢？咱们之前说过就亮度，它是随着距离的平方而衰减的对吧，那我再测量一下，用这个肉眼。

能够看到的这个事情的啊，你这样就可以求出来说说大致的距离了啊，这个办法大概可以求出3oo到3万的差距之间的时间的时候啊，过三万秒杀就又不行了，就又不行了，有的连光伏可能都测量不到了，所以就更别提什么事情等了对吧，就根本就看不见了啊那还有其他的办法啊，比如说方法三啊媳妇变心这什么意思呢造富是我国的古代的星官之一啊，对到西方的星座就是这个仙王座附近啊，这其中啊，有一颗恒星就是仙王座的星星啊中中国名就是造福一啊这颗恒星有点不一样，它的亮度呢会生变化，原因是它的体积会进行周期的，这个膨胀收缩他一膨胀亮度就变大，然后一收缩来就会变暗啊这一个完整的周期就叫做光变周期啊你比如说皂皂负一的光变周期就是五天八小时四十四十六分，38秒啊有的时候是知道这个我怎么测量距离呢有个有意思的事。

呃呃，就是说有类似光变周期的恒星，它们统称为造福变性啊，这些造福变性，虽然她她光变周期也不一样啊，但是这个光变周期呢去和恒星的亮度啊，去他有这个奇妙的联系，通俗点说就是这个周期越长，它的亮度就越大啊，你看这就有规律可循了呀并且周期知识我很好测量的对吧，所以我们就可以通过周期来估算一下它的绝对性的，然后再通过这个事情等计算出距离啊，这种办法呢，就统称为造福边形法了，这个办法大概可以测量出千万光年距离左右的这个光棍横行啊那第四个办法叫做谱线红移法这个办法最早是在2o几岁的时候，人们现的就是算是好像啊恒星的光谱都存在这个红移现象啊，就是整体的都像这个红端移动了一丢丢啊，后来就是天文学大佬哈勃就现了诶，貌似说这个越远的恒星啊，他的这个谱线的红移量呢他就越大那你看这个找到。

某种奇妙的联系了饿，于是韩国就给出了哈勃定律，其中呢，这个大赛就表示同一辆啊，这个大医生呢，就表示表示哈是哈勃常数，然后这个ce就是光啊，这小孩就小孩就是车，所以通过这个公式啊，我们只要知道了红移量啊，这就是通过这光谱直接测量出来的那距离这就好求了，对吧？这个办法可以轻松的测量上百亿光年之外的恒星啊，唯独一点就是嗯嗯，现在人们对于这个哈勃常数的值呢还不是很确定啊，并且一直存在一些争议，这部分等咱们讲到宇宙大爆炸的时候啊在细节好，那咱们今天呢就是从近到远的介绍了一些主流的测量恒星距离的方法，然后三角式插法，然后这个分光光度法造出变形法则，以及最后提到这个光谱红移法呢下期咱们回到这个.