天文学家是如何知道星星离地球的距离的

红移 多普勒
http://www.oursci.org/magazine/200107/010716.htm

人们常常用“天文数字”来形容数字的巨大，事实也确实如此：
日－地距离是149 597 870千米，仙女座星系距离我们236万光年，整
个宇宙的尺度大约是15 000 000 000光年(大约合9 460 800 000 000 000米）。
这些硕大无朋的数字是什么得出的？天文学家用的是什么尺子？

从窗口望去我可以判断大街上的行人距离我多远，这依靠的是周
围的参照物和生活常识，要测量旗杆的高度可以把它放倒然后用尺子
量。然而对于天文学家来说，这些方法全都是遥不可及——的确是遥
不可及，天文学家的工作就是研究那些遥不可及的天体。那么，天文
学家是如何测量距离的呢？

从地球出发

首先来说说视差。什么是视差呢？视差就是观测者在两个不同位
置看到同一天体的方向之差。我们来做个简单的实验：伸出你的右手
拇指，交替闭合和睁开双眼，你会发现拇指向对于背景左右移动。这
就是视差。在工程上人们常用三角视差法测量距离。如图，如果我们
测量出∠α、∠β和两角夹边a（称作基线）， 那么这个三角形就可以
被完全确定。

天体的测量也可以用三角视差法。它的关键是找到合适的边长a——
因为天体的距离通常是很大的——以及精确测量角度。

我们知道，地球绕太阳作周年运动，这恰巧满足了三角视差法的条
件：较长的基线和两个不同的观测位置。试想地球在轨道的这一侧和另
一侧，观测者可以察觉到恒星方向的变化——也就是恒星对日－地距离
的张角θ（如图）。图中所示的是周年视差的定义。通过简单的三角学
关系可以得出：