我们怎么判定星系离我们的距离

科学家是怎么判断恒星和地球之间的距离的?

科学家是怎么判断恒星和地球之间的距离的?

科学家根据三角测量法、造父变星法、光谱法、红移法判断恒星与地球的距离。

首先,三角测量。也称为视差法。它是每六个月在遥远的星空背景下测量一颗恒星与其他恒星之间微小的距离变化,通过解三角方程来确定这颗恒星的距离。这种方法只能测量离我们很近的恒星,一般不超过100光年。再往前,视差就会小到无法测量。

二、造父变星法。有一种变星叫造父变星,是脉动变星,就是周期性的膨胀和收缩。在膨胀和收缩的过程中,它的光度会发生周期性的变化,它的光周期和光度有对应关系。如果我们在相对接近度和距离上找到一个造父变星,用视差法确定它的距离,那么我们就可以用周期-光度关系来确定这个星团或星系与我们的距离。因此,我们称造父变星 "测量天尺 "。

第三,光谱学。从恒星的光谱,一可以知道恒星的成分,二可以大致推断恒星的演化程度。通过测量恒星的光谱类型,与已知恒星的成分、演化程度、光度进行对比,就可以大致推断出恒星的距离。

第四,红移法。这种方法只能测量到星系的距离。这是 "哈勃定律和由美国的哈勃望远镜完成。光谱红移的程度,乘以一个系数,就是这个星系和我们之间的距离。当然这个比较粗糙。

怎么确定星系的光年距离?

众所周知,到一个星系的距离与其后退速度成正比。这就是所谓的哈勃定律,在20世纪20年代末,哈勃望远镜的观测证明了这一点。事实证明,如果宇宙被假设是均匀的和各向的(我们认为这是真的),那么哈勃 s定律也可以通过理论预测距离。

星系的后退速度和星系之间的距离之间的比例常数被称为哈勃常数。自从学期 "哈勃常数和被创造出来后,天文学家一直试图测量它。测量:最简单的方法是观测星系的后退速度,而星系的后退速度是通过其他方法得知的(比如观测变星的周期)。目前哈勃常数最好的估计是每秒20公里,那么一个后退速度为每秒2000公里的星系就是1亿光年,以此类推。

因此,我们可以使用哈勃望远镜定律通过简单地测量星系的红移来确定星系的距离,这是相对容易的,即使对于非常遥远的物体。我们也可以估计宇宙的年龄,:。你会注意到哈勃常数的单位其实是1/时间,所以1/哈勃常数一定是宇宙的特征年龄。根据上面的哈勃常数,我们计算出宇宙大约有140亿岁。

现在让我们 让我们看看复杂的答案。已经证明了哈勃望远镜。;美国法律不适用于 "非常 "远处的物体(例如红移2或更多的物体)。因为在非常远的距离,我们必须开始考虑宇宙的(四维)曲率。一个更重要的因素是,在大多数宇宙学中,哈勃常数并不是一个真正的常数:,而是实际上随着时间而增加,所以它的值在红移为5的星系中是不同的。

因此,为了估计星系和宇宙的年龄,天文学家必须假设宇宙的一组宇宙学参数(例如,宇宙的总量 "正常 "它包含的物质)和模拟其年龄和距离的星系红移的函数通过整合宇宙的运动方程而演变。他们得到的答案与我们之前的估计相差不大,但对于理解高红移星系非常重要(比如提取它们的大小线性依赖于它们的距离,它们的质量依赖于距离的平方)。