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下面是视频旁白的全文。
仙女座星系,离我们大约二百五十万光年。没有人去过那里。也没有哪把尺子,能拉那么长。那这个数字是怎么来的?靠的是一把接一把的尺子。像搭梯子,一级踩着一级往上爬。第一级,你现在就能试。伸出大拇指,先闭左眼,再闭右眼。拇指好像在远处的背景前跳来跳去。
东西越近,跳得越多。越远,跳得越少。量出跳了多少,就能算出有多远。地球绕着太阳转。隔半年,再看一次同一颗星星。两只眼睛,就隔开了大约三亿公里。用这个办法,卫星把几千光年内的星星量得很准。可再远,星星就几乎不跳了。
第二级,靠的是灯。一盏灯本来有多亮,你要是知道:看它现在有多暗,就知道它有多远。一九一二年,天文学家勒维特发现:有一种星星会一亮一暗地变。变得越慢,它本身就越亮。我们就叫它眨眼星。数一数它多少天眨一次。就知道它本来有多亮。
近处的眨眼星,先用第一级的办法量好距离。这盏灯,就校准了。一九二三年,哈勃在仙女座里找到一颗眨眼星。一算,它远远在我们的银河系外面。仙女座,是另一个星系。可是再远,眨眼星就太暗、看不清了。第三级,要用更亮的灯:星星的大爆炸,叫超新星。
有一类超新星,每次炸开都差不多亮。大约是太阳的五十亿倍。能比整个星系还亮。找一个既有眨眼星、又炸过这种超新星的星系。用眨眼星给超新星校准。就能量到十亿光年以外。最远的地方,还有一招:看光的颜色。宇宙在变大,光在路上走得越久,就被拉得越长,颜色越偏红。
一九二九年,哈勃发现:星系越远,光就越红。量出红了多少,就能估出有多远。所以,这些数字不是一次量出来的,是一级一级接出来的。下面一级差一点,上面每一级都跟着差。仙女座的二百五十万光年,误差大约在百分之五以内。宇宙变大有多快,两种量法到今天还对不上,科学家还在查。
下回你伸出大拇指,左右眼轮流看。记住:量宇宙的第一级梯子,就是从这个动作开始的。
没有一把尺子量得到。
天文学家搭了一架梯子:
先把近处量准,
再一级一级往远处接。
仙女座星系离我们约 250 万光年。这个数,是四级梯子一级踩一级接出来的。
量星星时,「两只眼睛」是半年前和半年后的地球:它绕太阳转半圈,两个位置隔开约 3 亿公里。欧洲的盖亚卫星用这个办法,把约 1100 万颗星的距离量到误差 1% 以内,它们都在约 2600 光年以内。再远,星星就几乎不跳了。
每一级都靠下面那一级「校准」:先用大拇指的办法量好近处的眨眼星,再用眨眼星量好超新星所在的星系,一级接一级。
还有一件事没弄明白:宇宙变大有多快,用梯子量和用宇宙最早的光推算,两个结果差了大约百分之八,到今天还对不上,科学家还在查。
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