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科学思维方法-第3部分

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如果可能的话,这家公司的工程师希望把这些推进器造得胖一点,这样容量就可以大一些。但是他们不可以,为什么因为这些推进器造好之后是要用火车从工厂运送到发射点,路上要通过一些隧道,而这些隧道的宽度只是比火车轨宽了一点,然而我们不要忘记火车轨的宽度是由马的屁股的宽度所设定的。

  观察方法——测量天体距离

  怎样测量天体的距离

  测量天体之间的距离可不是一件容易的事。我们知道,物理学中有一个关于光度、亮度和距离关系的公式。而恒星、星系等天体都能发光,那么能不能想办法用别的方法测量出天体的光度和亮度,然后利用这个公式知道天体的距离呢?这确实是个好主意,在地面上要知道一个发光体到我们的距离就可以通过测量它的光度和亮度,再用公式推算出来。但是对于天体来说就很难办到,因为我们可以在地面上测量远处天体的亮度却无法测量它的光度。

  光度和亮度的含义是不一样的,光度是指发光物体本身的发光本领的大小,而亮度是指我们所看到的发光体有多亮。譬如说,我们在晴朗的夜晚可以看到许多星星一闪一闪,象镶嵌在黑绒上的珍珠一样。这些星星看上去并不亮,用物理学的语言来说,他们的亮度并不高,但是发光的本领其实是很大的,也就是说他们的光度很高,有许多星星比太阳的发光本领还大得多。如果有二颗发光本领一样(即光度相同)的恒星,但是离我们的远近不一样,那么我们会看到二颗恒星不一样亮,看上去比较亮的那颗恒星一定离我们近。

  天体的亮度可以在地面上测到,但是光度就没有办法直接去测量了。所以,我们在地球上测量天体的距离要依靠特殊的方法和原理。天体距离的测量是一门很深奥的学问呢!天文学家把需要测量的天体按远近不同分成好几个等级。离我们比较近的天体,它们离我们最远不超过100光年(1光年=9。46?1012千米),天文学家用三角视差法测量它们的距离。三角视差法是把被测的那个天体置于一个特大三角形的顶点,地球绕太阳公转的轨道直径的两端是这个三角形的另外二个顶点,通过测量地球到那个天体的视角,再用到已知的地球绕太阳公转轨道的直径,依靠三角公式就能推算出那个天体到我们的距离了。

  稍远一点的天体我们无法用三角视差法测量它和地球之间的距离,因为在地球上再也不能精确地测定他它们的视差了。这时我们要用运动学的方法来测量距离,运动学的方法在天文学中也叫移动星团法,根据它们的运动速度来确定距离。不过在用运动学方法时还必须假定移动星团中所有的恒星是以相等和平行的速度在银河系中移动的。在银河系之外的天体,运动学的方法也不能测定它们与地球之间的距离。那怎么办呢?天文学家发现有一些特殊的恒星,它们的亮度有周期性的变化,例如造父变星就是其中的一个类型。

  如果假定,不论远近,造父变星都有相同的光度,那么因为近处的造父变星可以用三角视差法或运动学方法知道它与地球之间的距离,并用距离光度公式算出它的光度,所以远处的造父变星的光度也就知道了。然后再用距离光度公式算出远处造父变星的距离。如果银河系外的星系中有造父变星,那么我们就可以知道这个星系与我们之间的距离了。那些连其中有没有造父变星都无法观测到的更遥远星系,当然要另外想办法。

  目前,天文学家最远可以测出100亿光年附近星系的距离。

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