18世紀(jì)下半葉，經(jīng)過(guò)數(shù)千年的積累沉淀，人類(lèi)憑借著聰慧的大腦發(fā)明了“機(jī)器”，解放了人力同時(shí)也大幅度提高了生產(chǎn)力，文明的發(fā)展開(kāi)始走上“快車(chē)道”。

得益于飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，人類(lèi)的目光也從地球這一隅之地，轉(zhuǎn)投到浩瀚無(wú)垠的宇宙空間。與此同時(shí)，隨著人類(lèi)對(duì)宇宙研究的不斷深入，一個(gè)天文界的專(zhuān)業(yè)名詞“光年”，也逐漸開(kāi)始被普通人所熟知。

根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，我們?nèi)祟?lèi)肉眼可見(jiàn)最遠(yuǎn)的發(fā)光物，是距離地球200萬(wàn)光年的一個(gè)星系，因?yàn)樗陨順O為龐大且明亮，所以才能被人類(lèi)用肉眼觀測(cè)到。當(dāng)然了，觀測(cè)到它有一個(gè)前提，必須是在晴朗的夜晚。

而我們銀河系所在的超星系團(tuán)，名為“拉尼亞凱亞超星系團(tuán)”，這個(gè)超星系團(tuán)的中心被科學(xué)家們稱之為“巨引源”，包括銀河系在內(nèi)大約有500多個(gè)星系在圍繞著它旋轉(zhuǎn)，它距離地球約2億光年。

不僅僅是“拉尼亞凱亞超星系團(tuán)”，浩瀚的宇宙中還有著許多各種各樣大小不一的超星系團(tuán)，甚至還有直徑在2.5億光年的超級(jí)黑洞。

目前人類(lèi)借助儀器觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離為465億光年，那里的光線常常被科學(xué)家們用來(lái)研究宇宙早期演化，或者建立宇宙演化模型。

面對(duì)這些上億光年的天文數(shù)字，在感嘆宇宙之大的同時(shí)，相信許多人心底也會(huì)浮現(xiàn)出一個(gè)疑問(wèn)：宇宙中動(dòng)輒上億光年的距離，以人類(lèi)目前的技術(shù)水平根本無(wú)法實(shí)測(cè)，那么科學(xué)家是如何計(jì)算測(cè)量出來(lái)的呢？

其實(shí)，科技發(fā)展至今人類(lèi)已經(jīng)發(fā)明出許多測(cè)量星球之間的距離，或者星系之間距離的方法，并且根據(jù)測(cè)量對(duì)象的不同，通常還會(huì)做細(xì)微的變通。

比如說(shuō)想要測(cè)量太陽(yáng)系中各個(gè)行星的距離，那么最精確有效的方法就是“雷達(dá)波探測(cè)法”，這種方法的原理很簡(jiǎn)單，就是向目標(biāo)行星發(fā)射雷達(dá)波，然后測(cè)量出這束雷達(dá)波返回對(duì)球并被接收到的時(shí)間，用得到的時(shí)間的一半，再乘以光速，得到的結(jié)果就是目標(biāo)行星和地球之間的距離。

剛才也說(shuō)了，這種方法只適用于太陽(yáng)系之內(nèi)天體距離的測(cè)量，對(duì)于太陽(yáng)系之外的天體，雷達(dá)波就沒(méi)有那么好用了，雖然說(shuō)光在真空中沒(méi)有損耗，但是遙遠(yuǎn)的距離讓精準(zhǔn)度成為了巨大的挑戰(zhàn)。

退一步講，即便是人類(lèi)的科技水平，能夠做到將雷達(dá)波精準(zhǔn)的發(fā)射到目標(biāo)星球，但是它們和地球之間有著動(dòng)輒上千光年甚至上億光年的距離，人類(lèi)不可能等如此長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)橛锌赡芾走_(dá)波返回，太陽(yáng)系都不存在了。

對(duì)于這些距離地球極遠(yuǎn)的星系或天體，科學(xué)家使用的基本測(cè)量方法是“三角視差法”，雖然說(shuō)測(cè)量的距離遠(yuǎn)了，但是這種方法原理比“雷達(dá)波探測(cè)法”還要簡(jiǎn)單。

具體的方法是，先在地球上描繪這顆星球與所在天區(qū)形成的圖景，然后等待地球在其軌道上走半年的時(shí)間，此時(shí)的地球正好達(dá)到和半年前所在位置的最遠(yuǎn)距離，這個(gè)時(shí)候在將之前的圖景再描繪一次。

在這兩次描繪的圖景之中，因?yàn)榈厍蚶_(kāi)了一個(gè)直線距離，所以目標(biāo)天體同樣會(huì)和背景圖之間形成一個(gè)角度，通過(guò)三角函數(shù)就能計(jì)算出目標(biāo)天體和地球之間的距離。這種方法適用于人類(lèi)肉眼能夠觀察到的所有星球。

對(duì)于更遠(yuǎn)一些的天體，科學(xué)家們發(fā)明了一種更為先進(jìn)的測(cè)量方法：主序星擬合法（又被稱為光譜分析法）。

處于主序星階段的恒星，科學(xué)家們能在光譜中得到它的實(shí)際亮度，而它的觀測(cè)亮度則會(huì)受到和地球間的距離和中間宇宙塵埃的影響。所以只要對(duì)比它的實(shí)際亮度和觀測(cè)亮度兩者的差值，就能夠反推計(jì)算出它距地球的距離。

以上的測(cè)量方法都是適用于距離地球不是太遙遠(yuǎn)的天體，而對(duì)于那些距離地球幾十億光年甚至上百億光年的天體，科學(xué)家們發(fā)明了另一種方法進(jìn)行測(cè)量，那就是“紅移測(cè)量法”。

因?yàn)橛钪嬖谂蛎?，所以每個(gè)天體實(shí)際上都在遠(yuǎn)離地球，在遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致天體發(fā)射出的來(lái)光線光波變長(zhǎng)，光波變長(zhǎng)在光譜上表現(xiàn)為譜線向著紅端移動(dòng)，因此被科學(xué)家稱之為“紅移”。

科學(xué)家們通過(guò)光譜，能夠得到某個(gè)天體或者星系具體的“紅移值”，由此能夠計(jì)算出這個(gè)天體或者星系遠(yuǎn)離地球的速度，這種速度也被科學(xué)家稱為“星系退行速度”。

在465億光年處，星系的退行速度幾乎達(dá)到了光速。從那里開(kāi)始，距離地球相對(duì)較近的星系退行速度也就會(huì)相對(duì)較慢，用這個(gè)速度和光速進(jìn)行比值，就能夠大概算出距離地球多少光年。

值得一提的是，可能有些朋友不明白為什么人類(lèi)最遠(yuǎn)只能觀測(cè)到465億光年，這是因?yàn)橛钪媸桥蛎浀?，在更遙遠(yuǎn)的地方因?yàn)橥诵兴俣却笥诠馑?，那些地方的天體發(fā)射出來(lái)的光永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)地球，所以導(dǎo)致我們永遠(yuǎn)也無(wú)法觀測(cè)到。

這就好像飛行員開(kāi)著飛機(jī)，如果飛機(jī)速度大于340米每秒，那么該飛機(jī)上的飛行員永遠(yuǎn)也聽(tīng)不到飛機(jī)后面?zhèn)鱽?lái)的聲音，因?yàn)轱w機(jī)的飛行速度大于聲音的傳播速度。

當(dāng)然了，自然科學(xué)的真相，往往會(huì)因?yàn)槿祟?lèi)在某個(gè)領(lǐng)域或者某種方向上出現(xiàn)重大突破時(shí)，產(chǎn)生劇烈的變化，這種變化可能會(huì)直接否定之前被奉為真理的理論，也有可能會(huì)將這種理論的適用范圍變小，比如相對(duì)論和牛頓力學(xué)。

所以說(shuō)，雖然目前看來(lái)我們的天文學(xué)研究方法是客觀、精確、符合邏輯的，但是不可否認(rèn)的是，或許這背后還隱藏著更多人類(lèi)未知的事情。這些看似是實(shí)事的結(jié)論，外面可能還隱藏著一個(gè)更大的真相。

?希望隨著科技的進(jìn)步，人類(lèi)終有一天能夠破解宇宙的全部奧秘，了解宇宙的本質(zhì)，讓人類(lèi)文明長(zhǎng)久不衰。

以上幾種方法您看懂了嗎？歡迎在下方說(shuō)說(shuō)您的想法！