银河系直径16万光年,光都要走16万年,科学家怎么测的?

光年是什么?

光年是距离单位,在天文学领域应用非常广泛。真空中的光速每秒约30万公里(1秒钟可以绕地球赤道7圈半)。1光年就是光在1年内走过的距离,换算成我们平时比较熟知的单位约是9.46万亿公里。

太阳系的半径估计有1光年,至于银河系的直径更是高达16万光年。太阳距银河系中心大约2.6万光年,位于银河系内环。宇宙之大,远超我们的想象,1光年在浩瀚的宇宙中就如同日常生活中的1米。

之所以用光来丈量距离,是因为光速是宇宙中最快的速度,是一切物体运动速度的上限,并且光速在不同参考系下恒定不变,是一把非常精确好用的尺子。

由于光在很短的时间内就能传播得非常远,所以在太阳系内用光年并不合适,比如地球和月球之间的平均距离大约为38万公里(仅1.3光秒),太阳与地球的平均距离大约1.5亿公里(仅8.3光分)。

关于银河系的直径,有多个版本,但基本都在10万到20万光年之间,其中16万光年是一个采用比较多的数据。

那银河系的直径是如何测量的?

16万光年的距离,光穿越银河系中心横渡银河,需要约16万年的时间。连光都要传播这么久,那人类是如何测得银河系直径的?

银河系由上千亿颗恒星构成,太阳系这个恒星系统位于银河系之中。从侧面来看,银河系就像是一个中间凸起、边缘扁平的飞碟。要想测得银河系的直径,只需要测量太阳与银河系中心恒星的距离,以及太阳与银河系边缘地带恒星的距离,就可得出银河系的直径。也就是说,测量银河系直径的问题,可以转化为测量恒星距离的问题。

对于太阳系内距离地球比较近的天体,比如月球、金星等,可以通过计算电磁波(光也是电磁波)反射过程的往返时间差进行测距,激光测距和雷达回波测距都是基于这种原理。

对于16万光年的距离,光都需要走16万年,这么长的时间我们肯定是等不起的,而且技术条件上也不允许。因此,测量太阳系外的天体距离时,上面这种方法是完全不可行的。

不过,这并不代表我们无法在短时间内测量这一段距离,因为测量天体距离的方法实际上有很多种。

其实,在人类还未发现无线电波的时候,科学家就已经能通过力学参数、地心/地平视差法、凌日法等估算日月距离、日地距离及太阳系内其它行星的距离。

现代天文学领域常用的对太阳系外恒星或者星系等发光天体测距的方法主要有三大类:

1,一类是基于视差,利用三角形原理进行测距,代表方法:三角视差法。

所谓视差,就是在一定距离上从两个不同观测点观测同一个目标所产生的方向差异,这会形成一个张角,这个角被叫作视差角,视差角所对应的那条线段被称之为基线。基线长度是已知的,通常基线越长,对视差角的测量精度越高,通过这一方法测量的距离也就越精确,能够测量得越远。比如用地球公转轨道直径作基线,大约可以测量数百光年以内的恒星距离。

2,另一类是基于恒星的亮度和距离的关系测距,代表方法:造父变星法。

恒星就像细胞一样,是形成各种天体结构的基本单元,它们虽然都能发光,但亮度各不相同,并且观察距离的远近也会影响亮度。对于一颗明亮的恒星,它究竟是离我们距离较近,还是亮度较高,对此必须要加以区分。于是天文学家为恒星的实际亮度定义了绝对星等,对视亮度定义了视星等,绝对星等M、视星等m、距离D之间的关系为:M=m+5-5log D 。如果我们能够知道遥远恒星的绝对星等,再加上观测得到的视星等,就能得出恒星与我们的距离。科学家发现,有些恒星(比如造父变星、Ia型超新星)可以根据一些原理推测出它的绝对星等,把它们当做标准烛光,用来丈量天体的距离。

3,最后一类是基于哈勃定律,代表方法:哈勃红移法。根据哈勃定律,由于宇宙在加速膨胀,遥远的星系都在远离我们,并且距离我们越远,远离我们的速度就越快,我们观测到的光谱红移量也就越大。这种方法主要用于测量遥远星系的距离,毕竟在这么远的距离上,单颗恒星的光根本看不到。

对于这三类方法,在测量银河系直径的路上,科学家能够用到的就是第二类,这种方法的测距范围比较广。通过这类方法的综合运用,科学家才测得了银河系的直径。由于银河系的边缘究竟以哪里为界,科学界也没有公论,所以银河系的直径有多个数值,现在还没有盖棺定论。

地球夜空中99.9%的星星都是银河系内的恒星,而宇宙中大多数能够被我们观察到的天体都是恒星,就连星系也是由恒星构成的。不管啥天体,实际上只要能够被我们观察到,基本上就能够测出大致的距离。当我们得知距离后,还能够据此估算星系的尺度。至于测量精度,当然是距离我们越近的测量精度越高。

好了就讲到这儿,关注我,咱们下次见。

#超能新星汇#

#薛之谦# 最后发一次 真的没人要专辑签名吗沉了就不抽了

带话题评论15字你为薛做过什么
✨关注我✨
热门评论第一个送一个不包邮 cpg d h微博没有打榜投票抡博痕迹的换人 我可是会真的一个个人查的不要小看一个快放假的人有多无聊

热门技巧 自己顶自己 艾特朋友给你点赞评论

我回国那天下飞机后就抽 如果我忘了记得提醒我

这次斗鱼嘉年华很遗憾的没能去[悲伤] 家里看直播看大家都玩得好开心[污] 不过没关系 我继续努力 明年再见好不好?[心]
话说你们喜欢吃什么味的粽子啊?我喜欢蛋黄肉粽嘿嘿嘿 ^ω^
端午安康 然后儿童节也快来啦 转发并关注我抽5个66红包自己买零食 再抽1个节日大礼包【一箱娃哈哈AD钙奶让你从A变到D\(//∇//)\➕1000g粽子礼包(口味可选)】
大家节日快乐就酱么么哒~[羞嗒嗒] https://t.cn/R2Wxpw9


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • [微风]第三本:《就算是假千金也要勇敢摆烂》作者:纪扶染简介:【坑多伏笔多,前期的不理解后期会解释,认为有毒可直接弃书,cp司承佑】12岁那年,沈玥喂鱼时不小心
  • “ボタニカル”な松下洸平だが実は…同作の思い出について聞かれると、柴咲は「喫茶店で集まっているところが好きで、役としても結束したりまだ疑心暗鬼だったり、いろんな
  • ㊗️我的cp们:友谊天长地久 海枯石烂[哇][哇][哇]完了 我本来当死遁无CP看的,火葬场完了等到掉马就收手......居然穿插时间线然后买股文......吗
  • 而美国可以通过美元霸权收割世界,会有一些例外,会出现大家都不好,它反而好的情况,然而即便如此,这次也有点乏力了,图四。今天突然想到不会是因为我这个大近视眼,别人
  • 之前用本科学历去投人事、行政岗位都没人搭理,现在反而比以前有更多回复,关键是工资都差不多”。然而现实中有些年轻人发现,好的学历对于找到好工作未必百分百划等号。
  • 【奶盖璞璞】请听我的碎碎念 穿很久 很有发言权———真真是穿了小半年(整个春天和至今空调房)的私服家居服hh☺️(每次穿出门坐电梯的时候 强哥都会来一句 你这个
  • 所以,我觉得结婚无论是男人还是女人找另一半最重要的,就是不能找那种特别懒的,有些男的看得人模狗样的,但是就特别懒从小到大,衣来伸手饭来张口,垃圾桶倒了都不扶一下
  • 因为姥姥你,我有了除爸爸妈妈以外对我最好的人,从小就是你给我带大的,在老房子里,我们在炕上度过了一个个四季,以前你老爱做熏鸡,有一次点火还把眉毛给烧着了。
  • 我问13.59比12点晚,没错吧,客服就又说明天一定送……DHL就是垃圾,再用我就不是人!电话时去看了一下,13.59后就没更新了,至今还是要我付款[哼]也不知
  •   将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰能,是以众议举宠为督。今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都
  • 3.从这一刻起,你只需要关心三件事:你的健康、你的金钱和你内心的平静!女主吃醋,男主说“你是你,我是我,但是我希望以后是我们!
  • 举个例子说说看,比如大家关心的财帛,如果此时太阳再次落陷,又遇地空为显贵,就有疏财散财的像。再者,天府在,财帛玉地空,这才会不会是被迁移的破军所好呢?
  • 我一点也不认同,如果没有发生这些事情,小万应该会更开心一些吧,那些夜深人静的夜晚,需要多么强大的内心才能安然度过,我想都不敢想!后来我才明白,人生中所有的念念不
  • 下面是我为您推荐的河南旅游必去十大景点,这些地方各具特色,让您在河南的旅程中尽情感受这片土地的魅力。以上是我为您推荐的河南旅游必去十大景点,每一个都有其独特的魅
  • 最后,前往八廓街,感受藏族文化的氛围。 第三天:拉萨 - 羊卓雍措 - 拉萨 早上出发前往羊卓雍措,欣赏美丽的湖泊风光。
  • 可以在评论区用文字或者图片描述一下哦~雪宝将会在9月24日从评论区中揪2位分析员送上【晴-麻将挂件*1】。#骁龙电竞先锋赛##骁龙电竞先锋赛2023秋季赛# 【
  • 从深圳过来的泰正(化名)透露,上周香港金价和内地金价价差较大,从香港购入金条后再拿去卖给深圳水贝从事黄金回收的商家,一克能赚16-17元左右,他和朋友一周内多次
  • 长旅上,总有坎坷,无悔前行,不应困惑桎梏,不因利诱而返,放下功利的诸念,放下得失的虚妄,向心底探寻,向前路求索,坚信初心的选择,无悔前行,风雨飘摇,挥挥手而已,
  • 我当时住在南通,把自己的小院称为“轩”…好了,坐累了,不想继续啰嗦下去了一一长叹一声后,我现在却是住的“香居小屋”…不错,现在我可能不大再会去写过去一个小女人的
  • 青春里的许多经历,不管是爱情,还是生活,还是学业,其实是要在多年后显现意义。台剧连续看完13集好过瘾汁源来之不易[冲刺][冲刺][冲刺]林毓桐 徐恺 陈柏文