既然光速最快，那麼天文學家怎麼知道星系在百億光年之外

1樓：小顏愛遊戲

每當發現新的天體或者天文事件時，天文學家總會告訴我們這個天體離地球有多少光年。既然光速是已知最快的速度，那麼，天文學家如何在短時間內知道天體離地球有多少千光年，多少百萬光年，甚至多少億光年呢？

對於遙遠的太陽系外天體，我們不可能向那些天體發射光，比如無線電波，然後等待光反射回來，再通過時間差來算出天體的距離。因為光速是有限的，天體離地球又非常遙遠，我們在時間上等不起。而且人類也無法發出功率非常高的光，我們不可能測到被反射回來的極其微弱的光。

事實上，由於天體能夠發出光，當這些光跨越星際空間來到地球上時，我們通過接收這些光就能測出天體的距離，不管它們離地球有多遠。

對於距離地球幾百光年的恆星，可以通過三角視差法來測量。想象一下，伸出乙隻手到眼睛的正前方，並且豎起一根手指頭，然後分別單獨用左眼和右眼來觀測手指頭。可以看到，兩隻眼睛看到的手指頭方位是不一樣的，手指頭相對於背景發生了移動，這就是視差。

同樣的道理，當地球分別處於太陽兩側時，我們時隔半年來觀測同一顆恆星，就會發現它相對於背景星空的位置發生了變化。只要測出視差角，再根據日地距離和三角函式，就能算出恆星與地球的距離。

另外，對於處在主序星階段的恆星，可以根據光譜分析來確定它們的距離。宇宙中還有特殊的造父變星，它們的光度變化具有週期性，並且能夠與距離相聯絡上。通過造父變星這種「量天尺」，甚至還能夠測出河外星系的距離，當年仙女座星系就是這樣被哈勃首次確定為河外星系。

對於那些數億光年外的星系，需要通過非常特殊的ia型超新星來測量距離。而那些遠在數十億甚至上百億光年之外的星系，只有通過哈勃紅移法才能測出來。因為宇宙空間在均勻膨脹，通過星系光譜的紅移值可以確定它們的退行速度，再由哈勃定律可以算出距離。

通過哈勃紅移法，天文學家確定了最遠星系gn-z11的距離可達134億光年，這意味著我們現在接收到的光是這個星系在134億年前發出的。因為光在1年的時間裡傳播1光年的距離，所以只要知道距離，就能知道光是什麼時候發出的。

不過，對於遙遠的星系，由於空間膨脹導致它們的退行速度非常快，有些甚至超過光速，它們現在早就不在當年發出光的位置。例如，gn-z11星系經過134億年的退行，目前已經運動到了320億光年之外。

2樓：祥子的好心情

當地球分別處於太陽兩側時，我們時隔半年來觀測同一顆恆星，就會發現它相對於背景星空的位置發生了變化。只要測出視差角，再根據日地距離和三角函式，就能算出恆星與地球的距離。

3樓：宣美情感匯

天文學家們是利用哈勃太空望遠鏡觀察的，宇宙已知最遙遠星系：距地球132億光年。

4樓：科學知識萬能俠

因為根據光的傳播需要時間，對這些光進行研究就可以知道在多遠之外了。