测量天体距离,如果详细来说的话,内容足够写出厚厚一本书,所以这里只能简单介绍一下。对于太阳系内的天体,现在人类已经在月亮上安置了激光反射镜,随便都可以用一束激光来测量月亮到地球的距离。其他行星和小天体,我们也可以根据天体力学等数据计算出它们到地球的距离。
而在太阳系外,主要是测量恒星到我们的距离。@yaodi 说的视差测距法,是天文学家手中掌握的最精确的量天尺,但它只能测量距离较近的恒星。太远的恒星,因为地球位置变化而导致的视差会小到测量不准,所以天文学家只能另想办法。好在,除了视差,我们还有别的办法可以测量距离。
对于本身一样亮的两点烛光,如果看起来一亮一暗,那我们就能知道,暗的烛光距离我们一定比亮的烛光更远。同样的道理,对于本身一样亮的两颗恒星来说,暗的恒星离我们要比亮的恒星更远。但问题在于,恒星自身的亮度是千差万别的,我们无法知道一颗恒星看起来明亮,是因为它们离我们较近,还是因为它们本身就更明亮。
但有一些恒星,它们本身的明亮程度,天文学家可以通过一些观测数据确定下来,这样的天体被称为标准烛光。造父变星就是这样一种标准烛光,天文学家根据我们看到它们的亮度,就能测出它们及其所在的星系到我们的距离。哈勃当年就是凭借一些造父变星,测出了仙女座大星云到我们的距离,发现这一距离远远超出了银河系的大小,从而确定银河系之外还存在许多跟银河系一样的星系。
对于距离更远、远到看不清楚其中恒星的星系,造父变星也无能为力了。好在哈勃还作出了另外一个发现,那就是哈勃定律。哈勃发现,距离我们越远的星系(这是他用造父变星测出来的),它远离我们而去的速度也就越快,而这个速度是很容易测量的——确切地说,是测量星系的红移,篇幅原因,不细说。因此,对于更遥远的星系,天文学家通常是用红移来替代距离,一般来说,红移越大,距离也就越远。
当然,对付那些非常遥远的星系,天文学家还有一种可遇不可求的测距工具,那就是Ia型超新星爆发。就像@对苯二甲酸 在回答里说的那样,这类超新星是白矮星在质量超过某一极限时发生热核爆炸而形成的,天文学家对它本身的亮度有一个很好的估计,因此它们也可以用作标准烛光。天文学家利用Ia型超新星,发现宇宙是在加速膨胀,这一成果去年还获得过诺贝尔物理学奖。
基本上,测量天体距离就是这些方法了。所有方法都各有利弊,也各有各的适用范围,它们共同构成了天文学家丈量宇宙尺度的工具箱。
联系客服