科学家通常描述天文距离的方式与非天文学家理解的单位之间存在差距。空间,正如道格拉斯·亚当斯那样权威地告诉我们,确实很大。这意味着我们需要大单位来描述它。如果你真的愿意的话,你可以以厘米为单位测量从地球到仙女座星系的距离,但最终你会得到很多毫无意义且令人困惑的零。
公众最熟悉的宇宙空间单位是光年。顾名思义,这是地球绕太阳运行时光穿过真空的距离。诚然,这远远超出了大多数人的想象范围,但至少这个名字是熟悉的。而且,最近的星星对我们来说,除了太阳之外,距离我们只有四光年多一点,所以当谈论更遥远的恒星时,它给人一种规模感。
光年作为一个单位也得到了相当方便的理解Monty Python 的《生命的意义》,银河系所在的地方被描述作为存在; “从一边到另一边十万光年。”这个数字不仅在当时相当准确,而且后来的研究也没有太大改变,尽管发现了一些罕见的边远恒星。
光年还可以立即告诉我们一些有趣的事情,如果不是总是有用的话——光到达我们需要多长时间。因此,当我们说我们刚刚看到的超新星是2100万光年外我们不需要做任何重新计算就知道它在 2100 万年前爆炸了。
事实上,光年是非常有用的单位,有时可以很方便地使用它们的导数,测量光月中恒星之间的距离,或者到恒星的距离。光时航行者号宇宙飞船。
这是我们 IFLScience 在天文故事中最常使用的单位。然而,如果您阅读我们报道的原始科学论文,则很少提及光年。
相反,三个最常用的天文距离单位是天文单位(澳大利亚),秒差距(电脑),以及红移(z)。有时,我们和其他科普网站也会使用这些,特别是 AU,因此了解它们的含义很有用。
然而,在我们开始之前,值得注意的是所有这些都是基于地球的。没有外星文明会使用这些单位(红移除外),因为他们的行星与其恒星的距离不同,并且需要一些其他时间才能完成轨道。换句话说,我们测量宇宙的方式烙印着我们当地的条件。我们对宇宙的看法很少是客观的,它是由我们来自哪里决定的。
天文单位用于测量太阳系内的距离,有时也用于测量其他恒星系统内的距离。 AU 等于地球与太阳之间的平均距离:1.5 亿公里、9300 万英里或 8.3 光分。这有几个优点。我们大多数人可能不知道我们距太阳到底有多远,但它仍然是一个有用的衡量标准,可以用来评估经过的物体是否构成威胁,或者了解为什么其他行星更热或更冷。与此同时,光年太大,无法很好地描述这些距离,就像试图用英里来测量手指的宽度一样。
秒差距是一个不太直观的单位。秒差距是恒星显示其距离所需的距离视差一弧秒。也就是说,它似乎移动了 3,600th当地球在其轨道的两端之间切换时,与更遥远的恒星相比,会有一定程度的变化。
这并不是一个简单的描述,而且也不清楚为什么它是一个比光年更好的单位。一秒差距等于3.26光年,所以它并没有足够大或足够小来更好地描述某些距离。事实上,人们对秒差距的了解是如此之少,以至于原始的秒差距星球大战电影似乎使用它们来衡量时间,而不是距离——尽管非常聪明的解释自此发明出来是为了挽回面子。
尽管如此,大多数论文都以秒差距为单位提及附近恒星,以千秒差距为单位提及星系内的距离,以百万秒差距为单位提及附近星系的距离。转换为光年只需除以 3.26。
天文学家更喜欢秒差距的原因似乎更多是出于习惯的力量,而不是光年的任何优势。有些人可能会愤世嫉俗地认为,这是从使用排除非专家的术语被认为是可取的时代遗留下来的,而不是妨碍公众对科学的欣赏。
使用红移的原因更加明显,但它仍然是最令人困惑的单位。
红移是宇宙膨胀的产物。随着宇宙的增长,星系彼此远离,导致来自星系的光转移到更长的波长。对于附近的星系来说,这种转变很小,并且可能会被局部因素所淹没,因此一些星系甚至正在向我们移动(或者更准确地说,我们对他们)。
然而,距离越远,星系距离越远,波长就会被延长或红移得越多。红移和距离之间的关系尚不完全清楚,这取决于一种仍然不确定的测量方法,称为哈勃常数。由于在大多数情况下我们可以测量红移,因此以这种方式描述星系是有意义的,而不是以光年或秒差距为单位的距离。任何翻译都会是不完美的。
更令人困惑的是,将红移转换为光年并不简单。它取决于关于宇宙的各种假设,但这些假设并未得到普遍认同。不同的存在在线计算器,并且他们并不总是产生相同的答案,因为他们对这些答案的看法不同。
结果,当科普文章谈论到的距离时来自早期宇宙的星系,这些数字存在多层不确定性。
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