第二節 度量宇宙的巨尺(2 / 2)

為了解決宇觀世界的度量問題,最後,天文學家們不得不請光出麵,來測定遙遠的天體。光的速度是很大的,1秒鍾跑299,792.458公裏,1年31,566,925.9747秒,光就能夠跑出去9,460,523,659,600公裏,即約94,600億公裏。以這個長度為單位,即光在1年裏所跑過的距離,稱之為光年。我們知道,1天24小時,1小時為60分,1分等於60秒,因而1天就是86,400秒。1年365.25天。

這是一個度量天體距離的有效單位。用這個單位來度量離我們最近的恒星比鄰星有多遠,那就很方便了(它與地球的距離為4光年)。再拿北極星來說吧,夜裏,我們一抬頭就看見它,實際上,它距離地球卻很遠很遠,就連善跑的光,從北極星跑到地球上來,也要跑44年呢,也就是說北極星和地球之間的距離為44光年。

此外,天文學家在某些場合還使用另一把更長的“尺”——秒差距。這個長度單位,是在天體觀測“視差”概念基礎上建立起來的。何謂“視差”?可以用一個小實驗來說明。我們手握一支鉛筆,豎在眼前的一定距離處,然後象射擊瞄準那樣,通過鉛筆頂去觀察遠處景物。先閉上左眼而用右眼看,再閉上右眼而用左眼看,可以發現,本來未動的鉛筆相對於遠處景物產生了橫向位移。這是由於左、右兩眼分別從不同的角度看鉛筆的緣故。這種從不同角度去看同一物體而產生的視線方向上的差異,就稱為視差。如果我們將鉛筆前後移動,改變它和眼睛的距離,再作上麵的觀察,還可以發現,鉛筆離眼睛近,差異就大;鉛筆離眼睛遠,差異則小。所以可以得出結論:一個物體的距離越近,視差就越大;一個物體的距離越遠,視差則越小。這個原理,也可以用到天文觀測上。我們知道,雙目距離為56~75毫米。將這兩個“觀測點”加以擴大,設置為地麵上的兩個位置,從這兩個位置去測前方某一景物,這就是三角測量法。如果被測對象是某一天體,這樣,地上的兩點同那個天體就構成了一個三角形。譬如說,從地球上遙遙相背的兩個點觀測月球,兩點間的基線長度等於地球的直徑,而視差角度的一半是從一點觀測月球的視線與地心和月球連線之間的夾角,約為57′02″。6.如果采用同樣的方法觀測比月球遠的太陽或太陽係其它行星,視差就小得多了。如果采用這樣的方法觀測遙遠的天體,那麼,視差將因距離增大而減小。這樣,秒差距“尺”就可以確定下來:若觀測某一恒星時視差恰好為1″則該恒星離開地球的距離是1秒差距。當觀測一顆恒星視差為0″。1時,它離開地球的距離就是10秒差距,視差為0.″01,它離開地球的距離就是100秒差距遠。一句話,恒星視差的倒數正好就是它離開地球的秒差距數,因此,可以用“秒差距尺”來測定恒星之遠近距離。

但是,三角法測量視差是有限度的,因而秒差距單位的應用也有限。天文學中常用的還是光年。從空間尺度來看,星係範圍約為幾千光年至幾十萬光年。而且,星係還有成團的情況,它們組成星係團或星係群,以銀河為例,它和附近的三十幾個星係如大小麥哲倫雲、仙女座大星雲一起組成了本星係群,範圍約有300萬光年;再上去是超星係團,如本星係群又和室女座方向的密集星係團及其它約50個星係團、群一起組成本超星係團,範圍大約上億光年。目前,所有觀測到的星係又一起組成了總星係,範圍大約200億光年,這就是現代宇宙學所說的“宇宙”。

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