第76章 科学面前无高低 第(3/4)分页

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 但是三角视差法,无法测量非常远的距

    (本章未完,请翻页)

    离。

    那些非常远的天体在天穹上的移动角度太小了。

    例如,哈勃当初就无法利用视差法计量【河外星系】的距离,而不得不用【造父变星测距法】。

    造父变星测距的思路,和三角视差法完全不同,造父变星是一种所谓的标准烛光,它们就好比一个个出场功率标定的灯泡。

    天文学家通过比较这些‘灯泡’的观测亮度和它们的真实亮度,就可以计算它们的距离。

    书友们请注意!

    灯泡的额定功率需要实验校准。

    【造父变星】的周光关系也需要其他独立的观测校准。

    怎么做呢?

    天文学家,首先要对太阳系附近的【造父变星】进行视差法测距,这样,这些造父变星就有了一个独立而且精准的测量。

    通过这个距离就可以标定他的周光关系。

    之后,天文学家就可以把标定好的周光关系,用于更远处的【造父变星】了!

    【造父变星】在恒星中算是比较明亮的,但它毕竟只是一颗【恒星】。

    当河外星系距离银河系超过150万光年后。

    即使,威尔逊天文台的望远镜也无法分辨出其中的造父变星。

    这时,哈勃必须寻找新的标准烛光来测定距离,而新的【标准烛光】又需要新的【造父变星】来校准。

    利用不同的测距方法,一级接着一级向宇宙深处迈进!

    这样一来,哈勃就可以构建,宇宙的距离阶梯了。

    三角测距是哈勃的第1阶梯。

    造父变星是第2阶梯。

    哈勃同志和赫马森同志寻找的第3阶梯是星系中最亮的恒星。

    哈勃同志做了一个简单的假设,认为它们的绝对亮度与【银河系】中最亮的恒星相同。

    这种假设的前提是,所有的星系都有非常相似的恒星亮度分布。

    哈勃的第4阶梯是星系团的亮星系。

    他假设在星系团中第5亮的星系总是具有相似的亮度。

    哈勃的第3和第4阶梯观测检验,用今天的眼光(本文出版于2011年)来看远不如前2级阶梯稳固。

    无论如何,哈勃利用了它们开始了自己的宇宙探索。

    哈勃的计划,野心勃勃。

    他们观测的第1个星系就斯利弗观测的所有星系都暗。

    这显示了胡可望远镜的强大威力(当然了在种花家全球最强光学望远镜【盘古望远镜】,5公里直径,5000米的口径下,其他国家的天文望远镜都是弟弟。)

    这个星系像预料中的一样显示出比之前所有观测的星系都高的【红移】。

    它以大约3000公里/秒的速度逃离地球。

    这个数据是之前,斯利弗最高测量到的星系红移数据的2倍。

    到1929年,哈勃和赫马森已经收集了40多个星系的红移。

    虽然能够测量距离的星系只有24个。

    1929年,哈勃发表了这批观测结果,这篇划时代的论文只有短短6页。

    在论文中,哈勃将这些星系的红移和他们的距离对应起来,画在一张图上。

    通过这篇论文,人们惊奇的发现这些星系远离地球的速度,正比于【距地距离】。

    哈勃用大写字母k,代表星系退行速度和星系距离的比值。

    计算出v=h0*d(v=k*d)

    mpc=500公里/秒

    其中,v是由红移现象测得的星系远离速率,h0(k)是哈勃常数,d是星系与观察者之间的距离。

    这里的mpc是一种天文距离单位。

    其中v是由红移现象测得的远离速率,一般表示为km/s。h0是哈勃常数,在弗里德曼方程中对应着数值h(通常称为哈勃参数,是一个取决于时间的值,由时间的观测得来,以下标0来区别。)此常数在宇宙中对任意保角时间(conformal time)而言皆是相同的。 d是光相对于观测者的惯性坐标系穿越星系的适当距离,以百万秒差距(mpc)作为测量单位。

    1秒差距大约等于3.26光年。

    换句话说,哈勃的观测,意味着326万光年外的星系,正以每秒500公里的速度远离地球。

    这就是著名的【红移距离关系】。

    为了纪念哈勃的贡献。

    后来的研究者,将这个关系称作【哈勃定律】并用ho代替k表示为这个定律中的基本比例系数。

    h是哈勃姓氏的首字母。

    为什么星系会存在红移距离关系呢?

    在1929年的论文中,哈勃没有过度阐释,