当你抬头仰望天空中，看到一颗星星或者一颗天体的时候，你有没有想过它到底距离我们有多远？它是在我们太阳系内还是在我们的银河系内，还是属于另外一个星系。天文学其实和其它学科不同的地方在于，只能去被动观测事物，但是不能实际拿一把卷尺来测量我们看到的星星或者天体到底有多远，那我们如何知道一颗星星的距离呢？

宇宙距离尺度

在天文学里面有一个叫“Distance Ladder”，也就是“宇宙距离尺度”，它其实就像一个标尺，不同的距离对应着不同的标尺观测物。测量星星距离的方法有雷达测距法、视差法、HR图、造父变星和标准烛光，具体它们都是如何的呢？

图解：雷达测距法、视差法、HR图、造父变星和标准烛光测量法

雷达测距法

在我们太阳系内，其实就可以用这个雷达测距的这个方法，去测量一颗天体的距离，它是如何工作的呢？

首先我们发出一个雷达波，比如说我们去测量金星的距离，我们发送雷达波到金星，然后金星就会反射我们发出的这个无线电波，我们收到这个无线电波之后，用间隔的时间以及光速就可以求出距离了。

举例说明：

中学里面最常用的物理公式，我们测得时间差，已知光速它的距离是多少，当然了你还需要除以2，因为雷达波到了金星再反射回地球。

但是受制于信号强度以及大气的影响，这种方法只能测量比较近的物体，再远的物体就必须要使用另外的方法了。

视差法

在天文学里面，只需要借助地球公转就可以了，把非常远的天体当作是背景，因为我们不管如何运动，这些背景其实它都是不会动的，因为它离我们实在是太远了，因为公转的原因，我们和近距离的天体就会有相对的运动，所以在天上的位置也会有改变。

举例说明：

“三角学”就是告诉我们星星距离我们有多远。 “ESA”欧洲航天局之前发射的那颗叫做“Gaia”的航天器，它其实就是用这种方法来去测量，天体之间的距离的，根据它所获得的这些距离，它其实绘制了一张“天体三维地图”，其实近距离的星星，这些天体都是在动的，所以根据这种方法去测量距离。

图解：天体三维地图

“HR图”

它主要描述了天体从出生到消亡了整个过程以及这颗天体的亮度，是如何变化的。

下面的图片，纵轴其实是代表绝对星等，绝对星等就是描述这个天体有多亮，但这个亮度不会随着你与它之间的距离改变而改变。横轴对应的是天体的光谱。

举例说明：

天文学家都会背这么一个口诀：“Oh Be A Fine Girl Kiss Me”。而“OBAFGKM”就是不同光谱的级别，像是我们的太阳，在光谱中就是“G star”的类别，而大多数的天体，都会从图中的右下部分，一直运动到左上的位置。

了解了HR图，那我们就能测天体的距离了。

首先我们观测一个天体的光谱，发现这张光谱对应的位置，我们就能看到它的视星等的和绝对星等，通过比较视星等和绝对星等的区别，我们就能算出它的距离是多少。

视星等简单来说就是我们看到的亮度，越远这个物体就越暗，越近这个物体就越亮，视星等的和绝对星等有一个距离的关系，从这个距离关系我们就能推导出来，星星到底距离我们有多远。

造父变星

造父变星就是“Cepheid Variable”，使用这种测量方法的条件是，这种星星必须要非常亮，并且会存在于一些星系里面，所以只在知道它的距离了，那么就知道整个星系的距离了。

举例说明：

星星的亮度是会改变的，并且这个亮度是呈现周期性的，而根据周期性，就能推算出它的绝对星等，根据观测它的平均亮度，就可以推导它的视星等，我们知道了绝对星等和视星等这两个条件之后，那么距离也就能算出来了。

结语·标准烛光

有一种天体叫“超新星”，标准烛光可以去测量十亿光年以外的天体。

就是一颗星星爆炸之后，发出强烈的光，而且对于这种天体，我们也是知道它的绝对星等的，只要测量下它的视星等，根据数学运算，就能把它的距离算出来。

像这样的天体，在天文学中，被称为“标准烛光”Standard Candle，正是因为这些天体，告诉我们宇宙其实是在膨胀的，因为它传递了非常远距离的这些信息给我们。