天文学中的距离测量：从天文单位到光年
天文学中的距离测量：从天文单位到光年
天文学是一门研究难以想象的极端距离的科学。为了测量恒星之间的距离，天文学家使用了多种非常具体的单位，包括天文单位、光年和秒差距。这些单位各有特点，适用于不同尺度的距离测量。
天文单位：地球与太阳的距离
天文学家喜欢用我们的地球作为一种标准。行星的质量通常表示为地球质量的倍数。它们的大小是我们星球半径的倍数。就明星而言，标准发生了变化。现在太阳取代了地球。毕竟太阳的半径大约有70万公里！就这么多了。但当距离更远时，即使我们的太阳也太小了！
例如，太阳到天王星的平均距离是多少？约30亿公里。这个数字中有太多零，不容易使用。因此，为了能够智能地描述行星之间的距离，天文学家想出了“天文单位”。它对应于地球和太阳之间的平均距离。至少这就是它最初的意图。
但这个距离如何准确确定呢？这件事做起来并不容易。这就是为什么很长一段时间以来太阳系行星与太阳之间的距离都无法准确得知的原因。为了确定它们，可以测量所谓的“视差”，即当你从不同的位置观察天体时，天体位置的明显变化。然而，应该以什么距离为基础呢？直到 18 世纪和 19 世纪，才有可能获得以公里为单位的天文单位的或多或少准确的值。然后在非常特殊的情况下。从地球上看，金星直接从太阳前面经过。
正是出于这个原因，在 18 世纪末和 19 世纪的金星凌日期间，大型探险队被派往世界各地，以便能够从尽可能多的不同位置观测金星。由此，计算出天文单位的值。
20世纪初，利用雷达直接测量行星之间的距离成为可能。到了 21 世纪初，这些测量变得非常准确，以至于可以以几十厘米的精度计算出地球和太阳之间的平均距离。
光年：恒星间的距离
自 2012 年以来，天文单位不再由其天文过去来定义。事实上，地球和太阳之间的距离从来都不是恒定的。甚至物体之间的平均距离也会在数千年中发生变化。因此，使用起来就变得不方便了。天文单位被指定的固定值恰好是 149,597,870,700 米。使用这个单位，天文学家可以很好地描述太阳系。已知最遥远的小行星距太阳数百至数千天文单位。也就是说，它们距离我们恒星的距离比地球远数百或数千倍。
天文单位很好。然而，当涉及到恒星之间的距离时，它就变得毫无信息可言。
要从太阳到达距离我们最近的恒星系统半人马座阿尔法星，需要行驶近 40 万亿公里。这相当于大约 266,000 个天文单位。而这就是最近的星系！
但如果我们想测量到其他恒星的距离，这个数字很快就会再次变得非常大。这就是为什么最著名的天文距离单位在这里使用：光年。这是光一年可以传播的距离。9 460 730 472 580 800 米。或 63,241.077 天文单位。
相对于银河系来说，用光年来操作是非常方便的。毕竟，从边缘到边缘，我们银河系的直径约为 100,000 光年。然而，宇宙中的其他星系距离我们太远，无法将光年视为任何有意义的单位。
秒差距：星系间的距离
难以置信，但却是事实：需要行驶大约 250 万光年才能到达距离我们最近的仙女座星系。但还有数十亿光年之外的星系！这就是为什么天文学家使用另一种单位来测量太空距离——“秒差距”。这个词的字面意思是“视差秒”。
它的工作原理是这样的：要计算视差，您需要测量当您从不同点观看物体时发生的物体位置的明显变化。而且距离越远这个位移就会越小。与一角秒内物体的年三角视差（从地球绕太阳轨道的相对点进行观察）相对应的距离是一秒差距。
然而，在天文学中，视差并不是通过眼睛交替眯眼来测量的。“眼睛”之间的距离越大，测量结果就越准确。这利用了地球绕太阳运动的事实。天文学家只需再等待一段时间，就可以将望远镜从太阳系的不同地方对准天空。
一秒差距相当于 31万亿公里的距离。这大约是 206,000 个天文单位或 3.26 光年。是很多还是一点？这是一个巨大的距离。不过，1光年和3.26光年的差距似乎并没有那么大。因此，“兆秒差距”成为测量星系间距离的常用长度单位。这对应于一百万秒差距的距离。
光年更方便吗？
在专业天文学家中，秒差距单位的使用已成为常态。但这是当涉及到科学工作和研究时。然而，当谈到向好奇的公众解释某些事情时，光年仍然很受欢迎。可能是因为更容易理解我们所说的距离。