当我们仰望夜空，天空中群星闪烁，星河流淌，这如画般的景象，好像触手可碰却又遥不可及。随着天文望远镜的诞生，我们终于明白，那些如画卷横挂于天空的场景，其实是诸多远近不一的星辰、星系所构成的，它们离我们无比遥远，以至于我们连看到它们清晰的全貌都十分困难。你可曾想过，在如此广袤无垠的宇宙中，那些离我们远得难以用数字来形容的群星，我们是如何测出它们的距离的？
天文长度单位--光年
要测量天体间的距离，用传统的长度单位在宇宙大尺度的距离上已经不能胜任了。光是我们已知宇宙中传播速度最快的物质，真空中约每秒30万公里，光在一年中传播的距离大概是约九万四千六百亿公里，这段距离我们称之为一光年，“年”是时间单位，但“光年”虽有个“年”字却不是时间单位，而是天文学上一种计量天体时空距离的单位，所以聪明的科学家开始用光年来描述那些十分遥远的距离。阿波罗宇航员用时四天登上了月球，而光从地球到月球只需要一秒钟，另外，离太阳系最近的恒星--比邻星，离我们有4.22光年远，我们所在的银河系的直径大约是十万光年，离我们最近的星系，仙女座星系，距离我们有250万光年。我们有了天文长度单位，那那些被测量出的数字是怎么来的？
三角视差测距法
每当我们抬头看天空，我们所见的只是一个二维平面视图，当你伸手指向某一颗星星时，你根本无法得知这颗星星离你到底有多远，那么天体物理学家们是如何得知距离的呢？对于离我们比较近的星体，我们只需要用三角视差来估算距离，这个理论很简单，只需要做一个小实验就能理解其原理。伸出大拇指放在面前，然后闭上你的左眼。现在闭上你的左眼，同时睁开你的右眼，你会发现你的大拇指好像移动了，但是相对拇指遥远的背景里的物体却没有动，这个理论同样适用于看恒星的时候。但是恒星离我们的距离相比于我们胳膊的长度不知道长了多少倍，而且相对来说，地球也不是很大的星体，所以即使你在赤道两边用不同的望远镜观测同一颗星体，你也很难看到这颗星体位置的移动。为了解决这个问题，我们改为观察六个月内星体位置的移动，这个时间刚好是地球绕太阳轨道旋转半周的时间，我们在夏天观测恒星的相对位置，等到了冬天再观测时，就像我们在用另外一只眼睛在看它，离我们近的恒星似乎移动了位置，而遥远距离的恒星和星系保持不动，但是此方法只适用于距离不超过几千光年的天体。
标准烛光测距法
在我们的星系之外，其他的天体是如此之远，以至于视差太小了，连最精密的仪器也无法测得。所以，我们必须找到别的办法，这个办法叫标准烛光测距法，标准烛光是天文学中，已经知道光度的天体，打个比方，如果你知道你自家灯泡的亮度，然后你让别人拿着那只灯泡向远离你的方向走去，你知道你看到的灯泡的亮度，是以他走的距离的平方在减弱的，所以通过比较，你看到的灯泡的亮度，和灯泡的原始亮度，你可以计算出他距离你有多远，应用到天文学中，你的灯泡就变成了一些特殊的天体，比如造父变星，这些星星的内部不是很稳定，就像一只会呼吸的气球，它们的亮度随着膨胀和收缩而变化，我们可以通过它们膨胀收缩的周期来计算出它们的亮度，越亮的星星，这个周期越长，通过比较观测到的这些恒星的亮度，和我们计算出来的它们原始的亮度，我们就可以知道它们距离我们有多远，很遗憾，这个方法也有它的局限性，用这个方法，我们只能测量到距离我们不超过4千万光年的独立恒星，超过这个距离的恒星会变得太模糊而无法分辨。幸运的是，我们还有另一种标准烛光，著名的LA型超新星，一种双星系统形成的超新星爆发，也就是巨型恒星爆炸，是恒星死亡的方式之一，这些爆炸是非常亮的，它发生的时候可以照亮整个星系，所以即使我们无法分辨星系中独立的恒星，我们还是可以看到超新星爆发，LA型超新星被证明是可以用的标准烛光，因为亮度较亮的超新星其亮度衰减的速率比较慢，凭借我们对超新星的亮度和衰减速率关系的了解，我们可以用这些超新星来测量离我们几十亿光年远的天体。
观测的意义
我们为什么要观测如此遥远的天体呢？回答这个问题要重新回到光的传播速度上，光从太阳传播到地球需要八分钟，这就意味着，我们看到的太阳是八分钟前太阳的样子，当我们看北斗星时，我们看到的是北斗星80年前的样子，那些朦胧的星系呢？它们距离我们数百万光年，来自它们的光需要传播数百万年才能到达地球，所以我们的宇宙从某种程度上来说是一个内置时光机。我们看得越远便越接近宇宙刚开始的样子，天体物理学家们试图通过研究宇宙的历史，来解答我们是怎么来的以及我们是从哪里来的？宇宙不断的以光的形式给我们发送信息，剩下的就等着我们来解读。
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