第十章 不斷擴展的視野
關燈
小
中
大
ime端看了。
這樣一來，你兩眼之間的距離或所謂的光學基線便顯著增大了，所能估計的距離也就長得多。
當然，水兵們不會隻依靠眼球肌肉的距離感來做判斷。
測距儀上配備有特殊的裝置和刻度盤，能夠極為精确地測定視差位移。
圖108 即使敵艦幾乎還在地平線後面，這種海軍測距儀也能很好地工作。
但即使想用它測量像月亮那樣比較近的天體的距離，也不會成功。
事實上，要想觀測到月亮在恒星背景上的視差位移，光學基線（即兩眼之間的距離）至少要有數百英裡長。
當然，我們沒有必要設計一套光學系統，使我們能一隻眼睛比如從華盛頓看，另一隻眼睛從紐約看，因為我們隻需在這兩座城市同時拍攝月亮在群星中的照片。
把這兩張照片放在普通的立體鏡裡，就能看到月亮懸在恒星背景前方的空間中。
通過測量從地球上兩個不同的地點同時拍攝的月亮和群星的照片（圖109），天文學家們發現，從地球直徑兩端觀測到的月亮的視差是1°24&prime5&Prime。
由此可得，地球與月亮的距離等于30.14個地球直徑，即384403公裡或238857英裡。
圖109 由這個距離和觀測到的角直徑可以算出，月亮這顆衛星的直徑約為地球直徑的四分之一。
其總面積隻有地球面積的十六分之一，與非洲大陸的面積相當。
用類似的方法也能測得地球與太陽的距離。
當然，太陽要遠得多，測量也就困難得多。
天文學家們測出這個距離是149450000公裡（92870000英裡），亦即地月距離的385倍。
正因為這個距離非常巨大，太陽才顯得和月亮尺寸差不多；實際上太陽要大得多，其直徑是地球直徑的109倍。
如果太陽是個大南瓜，地球就是顆豌豆，月亮則是粒罂粟籽，紐約的帝國大廈将和我們透過顯微鏡看到的最小的細菌一樣大。
這裡值得銘記的是，古希臘有個名為阿那克薩戈拉（Anaxagoras）的進步哲學家因為提出太陽是個像希臘那麼大的火球，就受到了放逐的懲罰和死亡威脅！ 天文學家們還以類似的方法估算了太陽系中各個行星與太陽的距離。
其中最遠的行星，即1930年才發現的冥王星，與太陽的距離約為地日距離的40倍；确切地說，這個距離是3668000000英裡。
二、銀河系 朝着太空再邁進一步，就從行星走到恒星了，這裡視差法同樣适用。
但我們發現，即使是最近的恒星，距離我們也非常遙遠，哪怕在地球上距離最遠的兩點（地球兩側）進行觀測，相對于一般的恒星背景也看不出明顯的視差位移。
不過，我們還有一種辦法來測量這麼遙遠的距離。
倘若可以用地球的尺寸來測量地球繞日軌道的大小，那麼為何不用這個軌道來求出地球與恒星的距離呢？換句話說，在地球軌道的相對兩端觀測恒星，能否注意到至少某些恒星的相對位移呢？當然，這意味着兩次觀測要相隔半年之久，但那也沒有什麼關系。
帶着這種想法，1838年德國天文學家貝塞爾（FriedrichWilhelmBessel）開始對相距半年的兩個夜晚觀測到的恒星相對位置進行比較。
起初他并不走運，他所挑選的恒星都太過遙遠，沒有顯示出任何明顯的視差位移，即使以地球軌道直徑為基線也不行。
然而，這裡有一顆恒星，天文學目錄将它列為天鵝座61（即天鵝座的第61顆暗星），其位置似乎和半年前稍有偏離（圖110）。
圖110 又過了半年，這顆星重回原位，因此這肯定是視差效應。
貝塞爾也成為拿着尺子從太陽系步入星際空間的第一人。
半年裡觀測到的天鵝座61的位移其實很小，隻有0.6弧秒，84也就是你觀看500英裡以外的一個人時視線所成的角度（倘若你真能看這麼遠的話）！不過，天文學儀器非常精密，即使連這樣的角度也能以很高的精度測量出來。
根據觀測到的視差和已知的地球軌道直徑，貝塞爾計算出這顆星距離我們103000000000000公裡，也就是說比太陽還遠690000倍！這個數字的意義很難把握。
如果使用我們之前打過的比方，太陽是個南瓜，豌豆大小的地球在離它200英尺遠的地方轉動，那麼這顆恒星将在3萬英裡外的地方！ 天文學家往往會用光以每秒300000公裡的速度走過一段距離的時間來表示這段距離。
光線隻需1/7秒便可繞地球一圈，從月亮到地球隻需1秒多鐘，從太陽到地球也不過8分鐘左右。
然而從宇宙中距離我們最近的天鵝座61發出的光，卻要11年左右的時間才能到達地球。
如果由于某種宇宙災難，天鵝座61熄滅了，或者在一團烈焰中爆炸了（這在恒星是常有的事），那麼隻有經過漫長的11年，等到從高速穿過星際空間的爆炸閃光及其最後一線光芒到達地球，我們才能知道有顆恒星已經不複存在了。
根據測得的天鵝座61的距離，貝塞爾計算出，這顆在黑暗的夜空中靜靜閃爍的微小光點其實是顆亮度略小于太陽、大小隻差30％的星體。
這第一次直接證明了哥白尼最先提出的一種革命性思想：我們的太陽隻是散布在廣袤無垠空間之中的無數顆星體中的一顆。
貝塞爾做出這項發現之後，人們又測出了許多恒星視差。
有幾顆恒星被發現比天鵝座61距離我們更近，其中最近的是半人馬座&alpha（半人馬座中最亮的星），距離我們隻有4.3光年。
它在大小和亮度上非常類似于太陽。
大多數其他恒星都要遠得多，以緻即使把地球軌道的直徑當作距離測量的基線也太小了。
恒星在大小和亮度上也大相徑庭，既有比太陽大400倍左右、亮3600倍左右的參宿四（距離我們300光年）這樣的明亮巨星，也有比地球還小（直徑是地球的75％）、比太陽暗10000倍左右的範瑪南星（距離我們13光年）這樣的昏暗矮星。
現在我們來談一個重要的問題，即現存的恒星總共有多少。
包括諸位在内的許多人可能都以為，天上的星星無人能數清。
但和許多流行看法一樣，這種看法也大謬不然，至少就肉眼所能看到的星星而言是如此。
事實上，從南北兩個半球所能看到的星星總共隻有六七千顆，由于任何時候都隻有一半星星在地平線以上，而且地平線附近星星的可見度因大氣的吸收而大大降低了，所以即使在無月的晴朗夜晚，通常用肉眼也隻能看到大約2000顆星星。
于是，如果以每秒鐘1顆的速度不懈地數下去，半小時左右你就可以把它們數完！ 但如果用雙筒望遠鏡，你可以多看到5萬顆星星，使用英寸口徑的望遠鏡，你會再看到約100萬顆。
如果用加利福尼亞威爾遜山天文台的那架著名的100英寸口徑的望遠鏡，你将能看到大約5億顆星星。
即使以每秒鐘數1顆的速度每天從早數到晚，天文學家也要用一個世
這樣一來，你兩眼之間的距離或所謂的光學基線便顯著增大了，所能估計的距離也就長得多。
當然，水兵們不會隻依靠眼球肌肉的距離感來做判斷。
測距儀上配備有特殊的裝置和刻度盤，能夠極為精确地測定視差位移。
圖108 即使敵艦幾乎還在地平線後面，這種海軍測距儀也能很好地工作。
但即使想用它測量像月亮那樣比較近的天體的距離，也不會成功。
事實上，要想觀測到月亮在恒星背景上的視差位移，光學基線（即兩眼之間的距離）至少要有數百英裡長。
當然，我們沒有必要設計一套光學系統，使我們能一隻眼睛比如從華盛頓看，另一隻眼睛從紐約看，因為我們隻需在這兩座城市同時拍攝月亮在群星中的照片。
把這兩張照片放在普通的立體鏡裡，就能看到月亮懸在恒星背景前方的空間中。
通過測量從地球上兩個不同的地點同時拍攝的月亮和群星的照片（圖109），天文學家們發現，從地球直徑兩端觀測到的月亮的視差是1°24&prime5&Prime。
由此可得，地球與月亮的距離等于30.14個地球直徑，即384403公裡或238857英裡。
圖109 由這個距離和觀測到的角直徑可以算出，月亮這顆衛星的直徑約為地球直徑的四分之一。
其總面積隻有地球面積的十六分之一，與非洲大陸的面積相當。
用類似的方法也能測得地球與太陽的距離。
當然，太陽要遠得多，測量也就困難得多。
天文學家們測出這個距離是149450000公裡（92870000英裡），亦即地月距離的385倍。
正因為這個距離非常巨大，太陽才顯得和月亮尺寸差不多；實際上太陽要大得多，其直徑是地球直徑的109倍。
如果太陽是個大南瓜，地球就是顆豌豆，月亮則是粒罂粟籽，紐約的帝國大廈将和我們透過顯微鏡看到的最小的細菌一樣大。
這裡值得銘記的是，古希臘有個名為阿那克薩戈拉（Anaxagoras）的進步哲學家因為提出太陽是個像希臘那麼大的火球，就受到了放逐的懲罰和死亡威脅！ 天文學家們還以類似的方法估算了太陽系中各個行星與太陽的距離。
其中最遠的行星，即1930年才發現的冥王星，與太陽的距離約為地日距離的40倍；确切地說，這個距離是3668000000英裡。
二、銀河系 朝着太空再邁進一步，就從行星走到恒星了，這裡視差法同樣适用。
但我們發現，即使是最近的恒星，距離我們也非常遙遠，哪怕在地球上距離最遠的兩點（地球兩側）進行觀測，相對于一般的恒星背景也看不出明顯的視差位移。
不過，我們還有一種辦法來測量這麼遙遠的距離。
倘若可以用地球的尺寸來測量地球繞日軌道的大小，那麼為何不用這個軌道來求出地球與恒星的距離呢？換句話說，在地球軌道的相對兩端觀測恒星，能否注意到至少某些恒星的相對位移呢？當然，這意味着兩次觀測要相隔半年之久，但那也沒有什麼關系。
帶着這種想法，1838年德國天文學家貝塞爾（FriedrichWilhelmBessel）開始對相距半年的兩個夜晚觀測到的恒星相對位置進行比較。
起初他并不走運，他所挑選的恒星都太過遙遠，沒有顯示出任何明顯的視差位移，即使以地球軌道直徑為基線也不行。
然而，這裡有一顆恒星，天文學目錄将它列為天鵝座61（即天鵝座的第61顆暗星），其位置似乎和半年前稍有偏離（圖110）。
圖110 又過了半年，這顆星重回原位，因此這肯定是視差效應。
貝塞爾也成為拿着尺子從太陽系步入星際空間的第一人。
半年裡觀測到的天鵝座61的位移其實很小，隻有0.6弧秒，84也就是你觀看500英裡以外的一個人時視線所成的角度（倘若你真能看這麼遠的話）！不過，天文學儀器非常精密，即使連這樣的角度也能以很高的精度測量出來。
根據觀測到的視差和已知的地球軌道直徑，貝塞爾計算出這顆星距離我們103000000000000公裡，也就是說比太陽還遠690000倍！這個數字的意義很難把握。
如果使用我們之前打過的比方，太陽是個南瓜，豌豆大小的地球在離它200英尺遠的地方轉動，那麼這顆恒星将在3萬英裡外的地方！ 天文學家往往會用光以每秒300000公裡的速度走過一段距離的時間來表示這段距離。
光線隻需1/7秒便可繞地球一圈，從月亮到地球隻需1秒多鐘，從太陽到地球也不過8分鐘左右。
然而從宇宙中距離我們最近的天鵝座61發出的光，卻要11年左右的時間才能到達地球。
如果由于某種宇宙災難，天鵝座61熄滅了，或者在一團烈焰中爆炸了（這在恒星是常有的事），那麼隻有經過漫長的11年，等到從高速穿過星際空間的爆炸閃光及其最後一線光芒到達地球，我們才能知道有顆恒星已經不複存在了。
根據測得的天鵝座61的距離，貝塞爾計算出，這顆在黑暗的夜空中靜靜閃爍的微小光點其實是顆亮度略小于太陽、大小隻差30％的星體。
這第一次直接證明了哥白尼最先提出的一種革命性思想：我們的太陽隻是散布在廣袤無垠空間之中的無數顆星體中的一顆。
貝塞爾做出這項發現之後，人們又測出了許多恒星視差。
有幾顆恒星被發現比天鵝座61距離我們更近，其中最近的是半人馬座&alpha（半人馬座中最亮的星），距離我們隻有4.3光年。
它在大小和亮度上非常類似于太陽。
大多數其他恒星都要遠得多，以緻即使把地球軌道的直徑當作距離測量的基線也太小了。
恒星在大小和亮度上也大相徑庭，既有比太陽大400倍左右、亮3600倍左右的參宿四（距離我們300光年）這樣的明亮巨星，也有比地球還小（直徑是地球的75％）、比太陽暗10000倍左右的範瑪南星（距離我們13光年）這樣的昏暗矮星。
現在我們來談一個重要的問題，即現存的恒星總共有多少。
包括諸位在内的許多人可能都以為，天上的星星無人能數清。
但和許多流行看法一樣，這種看法也大謬不然，至少就肉眼所能看到的星星而言是如此。
事實上，從南北兩個半球所能看到的星星總共隻有六七千顆，由于任何時候都隻有一半星星在地平線以上，而且地平線附近星星的可見度因大氣的吸收而大大降低了，所以即使在無月的晴朗夜晚，通常用肉眼也隻能看到大約2000顆星星。
于是，如果以每秒鐘1顆的速度不懈地數下去，半小時左右你就可以把它們數完！ 但如果用雙筒望遠鏡，你可以多看到5萬顆星星，使用英寸口徑的望遠鏡，你會再看到約100萬顆。
如果用加利福尼亞威爾遜山天文台的那架著名的100英寸口徑的望遠鏡，你将能看到大約5億顆星星。
即使以每秒鐘數1顆的速度每天從早數到晚，天文學家也要用一個世