银河系的直径20万光年，光都要走20万年，人类又是如何测出的？

宇宙中的距离，十万亿不算数，光年才刚开始，可见是.为了测量天体之间的距离，人类以光为尺测量未知域。

浩瀚宇宙中的天体概念图

在月亮上有一面镜子反射镜，激光射向地球上的，通过，激光来回的时间，计算地球到月球的距离。

人类就是用这种方法计算出太阳系主要天体之间的距离。

已经脱离了太阳系，这个的时间会开始变长，如果要等光反射回来，那就真的会是男孩头。如果我们不小心遇到了距离地球几十万光年的天体，我们可没有时间等待几十万年。那么人类如何测量与太阳系的距离呢？这不得不感叹天文学家的智慧！

月球激光反射镜

三角函数在天文学上有什么作用？如何在宇宙中使用“色差”？造父变星如何帮助天文学家进行测量？宇宙膨胀会不会影响最后的结果呢？银河系的直径是20万光年。如果我们用光反射法，光会传播20万年。人类等不起这个时间，那么如何衡量呢呢？

银河系结构示意图

三角函数在天文学中会起到什么作用？

学过数学的朋友对三角函数并不陌生。但是你知道吗，三角函数在宇宙测量中，依然有着的强大作用！

常见的三角函数有正弦函数、余弦函数和正切函数边。天文学家在宇宙中发现了一颗天体，但不知道它的位置，所以我们把地球的距离和太阳的距离取三角形其他两侧。在已知三角形的一条边的情况下，我们还需要知道对应于这条边的内角。

虽然地球和太阳的距离在宇宙中微不足道，但是这样的距离还是会让天体发射的电磁波与地球形成缝隙还有太阳的角，我们称之为视差角。因此，这种根据视差角计算距离的方法称为三角视差法。天文学家只需要测量这个视差角，就可以通过三角函数计算出天体与地球、太阳的距离。

三角视差法测距方法示意图利用三角函数计算太阳与地球的距离。虽然有一定的误差，但是在那个年代能拿到这么接近的数值，不得不说他的真的很棒。三角视差法也是天文学中应用最广泛的方法之一。

10世纪Aristarchus图表的副本现在，这些是人类最强大的大脑，他们怎么能止步于一种？还有利用“色差”的分光视差法。

人类聪明的小脑袋里藏着太多奇思妙想~

如何利用宇宙中的“色差”？

宇宙中有无数星星星星，我们的太阳只是其中一颗。这些恒星的亮度从变化，因此天文学家可以获得的恒星的光谱图。

恒星光谱分类

人眼和相机是有区别的，所以这个视差可以用来计算天体到地球的距离。人眼看到的亮度在天文学上称为目视星等，用m表示，数值越小，亮度越高，反之亦然。然后将星星在距地球10parsecs的距离处距离大约32.6光年，此时绝对星等用M表示，以区分星等。最后得到disparity，用π表示。l是距离。只要知道这三个数值，就可以算出恒星与太阳系的距离。很多人担心这个“色差”会因人而异，导致错误。事实上，当获得恒星的光谱时，就已经可以测出视星等和绝对星等了。这是通过的光谱得到的，不是根据人来得到的。至于视差视差，这个需要来测量。

主序星光谱案例

无论是三角视差法还是分光视差法，都是测量恒星与太阳系的距离

我们应该如何测量银河？这里不得不提到另一种方法——造父变星-周光关系测距法。造父变星如何帮助天文学家测量？宇宙中有一种天体叫做造父变星，它是一种变星，它会周期性的发射脉冲，它的亮也会周期性变化。天文学家可以根据的亮周期的绝对星等，进而推算出它与我们的距离。变星也是星的一种。至此，人类已经基本能够计算出我们所能观测到的恒星与太阳之间的距离。

仙女座星系V1造父变星的光变曲线

据估计，银河系共有1000亿至4000亿颗恒星，根据人类多年来计算的距离恒星之间的平均距离是4光年。而我们的银河系是一个旋涡星系，而太阳系就在它的一个旋臂上。由此，我们可以得出银河系的直径大约是

20万光年，以此类推，我们可以得到宇宙，这大约是920亿光年年。不过值得注意的是，银河系的直径20万光年和宇宙的920亿光年只是一个的范围值↓，不是人类精确计算的距离。

地球与其他天体的距离示意图

因为宇宙中有很多未知物质，所以天文学称之为暗物质，它占据了宇宙80%到90%，这些物质会对我们的测量造成什么影响，人类不知道。有天文学家推测，由于暗物质对人类的干扰，我们对银河系的估计极有可能小于它的真实直径，其直径可能是30万光年以上年，宇宙的直径可能是甚至更大。

而随着测量技术的革新，我们之前的测量数据将会改变，许多天体与太阳的距离已经与进行了比较原始数据不同。

宇宙中的暗物质分布图

但是说了这么多，我们忽略了一个条件，那就是宇宙正在膨胀，扩张速度或改变不是固定值。我们测量的距离很可能在下一秒就不一样了。应该如何排除影响宇宙膨胀？天文学家再次扮演最强大脑，利用红移进行测量。

宇宙膨胀会影响最终结果吗？红移是一种天文现象，因为宇宙的空间膨胀空间膨胀，电磁波的波长也被伸长，导致电磁波的频率也变低了，但电磁波在宇宙中的传播速度保持不变

红移是指物体的电磁辐射由于某种原因频率降低的现象。大爆炸理论，我们的宇宙起源于一次大爆炸。由于爆炸产生了巨大的能量，它还在不断地使我们的宇宙膨胀。

如果把宇宙比作一个气球，我们的太阳和其他星星就像是在气球上的蚂蚁，因为气球膨胀，蚂蚁之间的距离就是越来越远。关于宇宙膨胀速度，目前还没有合理的，有人认为超过光速，有人认为展开已经冷却，现在的速度应该是很慢。既然不能统一的膨胀速度，那我们应该如何减少膨胀对计算距离的影响呢？

空间的膨胀必然使物质之间的距离越来越远

根据天文学家哈勃的公式：Z=H*d/c，我们可以计算出天体与天体之间的距离。Z是红移，H是哈勃常数，d是天体之间的距离，c是光速我们只需要知道的红移就可以计算出天体之间的距离。由于红移本身就是在膨胀系下的值，所以得到的距离就是宇宙膨胀时的距离。

这种方法叫做谱线红移测距法，天文学家用它可以计算出数百亿光年的距离，得到的值在中造成这次红移的膨胀系，可以看作是比较实时的数据。

没有人知道宇宙有多大，一切只能在研究中找到。

三角视差法、光谱视差法、造父变星周期-光关系测距法和谱线红移测距法是天文学家智慧的结晶，正是因为他们的奉献知道了天体光年之外的，我们就知道人类在宇宙中是多么的渺小。