距离的测量是天文中的一项基础工作,几乎和所有研究方向都有关系。距离的测量使得我们看到的“天球面”真正变成了"天球",妇女撑起半边天,而测距“撑起了整片天”。也正因为如此,反过来说,几乎所有研究方向都可以用来进行天文测距(关于测距方法的全面介绍,参见
http://www.amazon.com/An-Introduction-Distance-Measurement-Astronomy/dp/047051180X)。这里所谓的天文测距是指用非接触性的方法测量天体的距离(用雷达回波测距不在此列)。一般地说,天文距离的测量基于以下一些原理。
一、视差。在非视线方向的两点上观察远方天体,此天体会位于不同方向(类似于左眼和右眼看到的图像有差异),如果这个视差造成的角度偏差(视差角)(足够大)可以测量,那么就可以根据两个观测点位置推断出天体的距离。这是临近天体距离的主要测量方法。
二、标准烛光。一盏灯,在不同的距离有不同的表观亮度,这个亮度反比于距离平方(对于四维平直时空)。一个天体的表观亮度是一个直接可测量量,如果天体的真实亮度(光度)已知,那么就可以推测出天体所在距离。
三、标准尺。近大远小是美术中的一个原理。而这里的所谓“大”和“小”指的是张角的大小,这个量反比于距离,是一个可以直接测量的量。如果我们知道一个天体的实际大小,又能测量其表观大小(张角),那么也能推测这个天体的距离。其实标准尺方法和视差方法是异曲同工的,刚好是互易的(在标准尺方法中,“基线”变成了远方的标准尺,测量的还是角度)。
四、标准速度。这实际上是标准尺方法的一个推广。假定本地的时钟和天体所在位置的时钟同样快,如果知道天体的实际速度,那么测定了此天体的角速度就可以推测这个天体的距离。而问题的本质还是角度的测量。
五、其它。还有其他一些方法不能简单归入以上几类。例如,对于银河系中的天体,可以用银河系的动力学模型测量距离。
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