天文科普：如何測算宇宙距離？一篇文章詳細了解！

這個亮點距離我們大約20多億光年，編號為3C273。

它是我們人類確認的第一個類星體。

上期我們在講了這個天體之后，發現大家問的一個最多的問題是：天文學家是如何從這個亮點中知道它距我們20多億光年的。

這期呢，我們就詳細的聊聊這個距離的測算。

相信這期過后，大家對宇宙距離的測算會有一個很好的理解。

這個距離是根據紅移計算得出的。

紅移呢，簡單來說就是元素的吸收線或發射線往紅波段移動的一個現象。

之前我也有講過紅移這個概念，大家若要詳細了解紅移是什么可以看主頁置頂的視頻。

這期我們主要講紅移的測算。

測算天體的紅移我們是根據光譜來計算的。

計算的公式就是這個公式。

Z代表的就是紅移值，它的計算是用我們觀測到的元素吸收或發射線的波長減去靜止時的波長，再除以靜止時的波長就是紅移值。

當然，正數是紅移，負數則是藍移。

藍移就是天體靠近我們的一個現象，紅移是遠離哈。

那我們來實際舉例計算下。

比如，我們上期講的3C273。

這個就是它的光譜：

我們可以看到這里有一些明亮的條紋。

這便我們所說的元素發射線，它們是氫的發射線。

我們用程序解析它之后可以得到標示波長的圖形。

這個時候我們就可以計算出它的紅移值了。

比如氫的a發射線我們觀測到的位置是在7602。而正常情況下，也就是相對靜止時它的位置是在6563，所以根據公式計算我們可以得出Z等于0.1583。

這便是它的紅移值。

我們在NASA河外星系數據網看一下這個值對不對。

可以看到這里給出的數據也是0.158。

有了這個紅移值后我們就可以知道它的退行速度。

大概是47400公里每秒。

也就是它正在以大約47400公里每秒的速度遠離我們。

而有了退行速度，根據哈勃定律我們便可計算出它的距離了。

也就是速度除以哈勃常數就是它的距離。

不過目前我們對哈勃常數的計算有一個問題，就是目前我們有兩個哈勃常數的值，一個是依據宇宙微波背景輻射計算的值，是67.4KM/S/MPC；另一個則是根據宇宙階梯法計算的值，是74KM/S/MPC。

按道理用兩種不同的測算方式我們應該得到相同的哈勃常數值，但事實卻是兩個不同結果，這也是目前我們面臨的一個難題，這個難題被稱為哈勃張力問題。

所以不同的哈勃常數值對我們測算天體距離會產生不同的結果。

那按照67.4這個值計算的話，它的距離是703.26MPC，一個MPC（百萬秒差距）就是326萬光年，那么703.26MPC就是22.9億光年。

若哈勃常數取值74，它的距離則是640.54MPC，也就是20.8億光年。

不管取哪個數值，它也都在20億光年之外。

這個就是我們根據紅移測量天體距離的方法。

大家看到了這里學會了嗎。