科学家如何看见光年

对于测量月球到地球的距离，我们只需发射一束激光就可以，当初阿波罗计划已经在月面上安装了激光反射器，测量激光来回通过所需要的时间便可以测量出月球到地球的精确距离。

如果是测量星系呢，不是测量星球与星球该怎么办？

距离我们较近的星系比方说仙女星系，我们可以找到仙女星系中比较有特点的恒星，说白了还是测量星球与星球间的距离。

在日常生活经验中，我们摆放两只蜡烛，一支放得离我们远一些，一个近一些，会发现近一些的烛光很亮，远一些的烛光很暗，近就亮、远就暗，这样看似就可以知道哪颗恒星距离我们更远了，但是，恒星种类千差万别，比方说有的恒星质量巨大，光芒即便距离我们比较远也显得非常亮，而有的恒星质量小，即便距离我们很近也显得比较暗，这样就不知道到底距离多远多近了。

所以，天文学家需要一个标准，需要一个标准烛光，造父变星就是这种标准烛光，造父变星经过天文学家长期的观测，已经积累了详尽的数据，造父变星的亮度随着时间有变化，天文学家可以根据测量造父变星来确定两个星系之间的距离。

当年仙女星系以及本星系群中几个邻近的星系的距离就是依靠造父变星测量出来的。

像这种造父变星测距方法适用于离我们数千万光年之内的星系之间的测距，如果距离我们还要远的多，那么可以采用红移法，简单点说，由于宇宙在膨胀，距离我们越远的星系远离我们很快，哈勃定律揭示了这一关系，测得的红移值越大，说明距离我们越远，远离的速度越快。

还有另外一种远距离的测量方法，可以测量数亿光年外的星系距离我们多远，那就是对于Ia型超新星的观测，Ia型超新星爆发都是发生在白矮星的身上，并且还需要是一个双星系统，当白矮星合并，或者是白矮星从其伴星或主星上获得质量，达到白矮星稳定存在的质量上限时，白矮星就会爆发猛烈的热核聚变，从而造成Ia型超新星爆发。

Ia型超新星爆发最大亮度的绝对星等与光度曲线有着很明确的函数关系，可以用于测量遥远星系的距离。

借助天文望远镜来观察的

【光年概述】

光年是长度单位， 一般被用于衡量天体间的时空距离，其字面意思是指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离，为9,460,730,472,580,800米，是时间和光速计算出来的单位。

"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。宇宙中天体间的距离很远很远，如果采用我们日常使用的米、千米(公里)作计量单位，那计量天体距离的数字动辄十几位、几十位，很不方便。于是天文学家就创造了一种新的计量单位--光年，即光在真空中用去一年时间所走过的距离。距离=速度×时间，光速约为每秒30万千米(每秒299,792,458米)，1光年为9,460,730,472,580，800米，约为9.4607×10¹²km。

【光年定义】

在一儒略年(定义值为365.25日)的时间中，在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一个光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299,792,458米(准确值)，所以一光年等于9460730472580800米(准确值)，或者,5878625373183.608英里，或5108385784330.886海里，或约9.46×10米或约9.46×10千米

【原理】

光年一般是用来量度很大的距离，如太阳跟另一恒星的距离。光年不是时间单位。在天文学，秒差距是另一个常用的距离单位，1秒差距=3.26光年。

宇宙中天体间的距离非常大，如果以最常见的千米为单位计算非常麻烦，以光年为单位来计量就容易多了。光在真空中一年所经过的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒，也就是3×10米每秒(儒略年长度约等于365.25日，以2000年1月1日(记作J2000.0)为标准历元)所以，一光年就是9.4605×10米。

例如，世界上最快的飞机可以达到每小时11260千米的时速(2004年11月16日，美国航空航天局(NASA)的飞机最高速度纪录是11260千米/小时)。依照这样的速度，飞越1光年的距离需要用95848年。而常见的客机时速大约是每小时885千米，这样飞1光年则需要1220330年。目前人造的最快物体是1970年代联邦德国和美国NASA联合建造并发射的Helio-2卫星，最高速度为每秒70.22千米(即每小时252792千米)，这样的速度飞越1光年的距离大约需要4000年的时间。

【发展历程】

1676年以前，人们普遍相信光的传播是不需要时间的。1676年，丹麦科学家O.C.罗默首先作出了光的传播需要时间的设想。1671年，罗默开始观测木星的卫星(木卫一)。他发现木星掩卫的时间(由木卫一躲到木星背对地球的一面开始到它再次出现在地球上可观测到的区域之间的时间间隔)并不是一个定值。当木星离地球较远时，掩卫过程所用的时间更长。1675年，法国的天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼开始设想这种现象产生的原因可能是光的传播需要时间。然而，他在不久后就放弃了这个想法。

当时担任卡西尼的科学助手的罗默则没有放弃。他坚持假设光的速度是有限的，并计算出以光的速度，要穿越相当于地球公转轨道直径的距离需要22分钟的时间。以今天的数据来看，他的结果等价于说光的速度是214000公里每秒(罗默当年对地球公转轨道的直径计算有误)。

但是直到18世纪上半叶，主流科学界才逐渐接受了光速有限的想法。1728年，英国天文学家詹姆斯·布拉德雷给出了另一种测量光速的方法，得出光的速度大约是301000公里每秒。1838年，德国天文学家弗里德里希·威廉·贝塞尔首先使用"光年"一词，作为天文学测量上的单位。他测量出天鹅座61与地球之间的距离是10.3光年。

太阳与最近的恒星半人马座α星相距43万亿千米，人类观察到的最远的星星，是这个数字的30多亿倍。这种情况下使用光年就容易多了，太阳到半人马座α星的距离为4.545光年，与最亮的恒星天狼星为8.6光年，与牛郎星和织女星的距离分别为16.63和26.3光年，与参宿七的距离为850光年，银河系的跨度达10万光年。目前人类探知的最遥远的星，距离地球已达150亿光年--人类观测到此光已是150亿年前的事情了(宇宙大爆炸的时间是恒定的，不能说因为它距离我们150亿光年就说我们看到了150亿年前的宇宙大爆炸)。另外，为了方便起见，科学家把地球到太阳的平均距离定义为"1天文单位"。用这个单位来度量太阳系的距离就方便多了。太阳与地球的距离为1天文单位，与水星为0.4天文单位，与金星为0.7天文单位，与冥王星为40天文单位，等等。

【换算】

光年的准确长度:以1年=31556925.9747秒，光速=299,792,458米/秒来计算，1光年=9 460 528 404 879.3588126千米。(9.4605×10¹²km)

与天文学中其它常用长度单位的换算:距地球约110亿光年

一秒差距约等于3.26光年;

一光年约等于63240天文单位；

首先要知道"光年"这的单位是个距离单位，X光年距离的星体发的光,以光的传播速度经过X年后，被探测到 是该星球当时发这光时候的状态，也就是X年前的状态了，不代表它现在的状态。

只要发光能力强，距离不是问题。况且我们的天文照相术也能通过长时间曝光而主观的增加天体亮度，一些原本距离太远、太暗而看不见的天体就能看见了。

是因为几百光年甚至几亿光年外的星体发出的光（或其它电磁波、射线），在宇宙中穿行了亿万年后，到达了地球，被科学家所接收到。看到的其实是这些星体亿万年前的样子，至于它们现在的样子，是无法得知的。