有了光年,我们在描述太阳系以外的天体距离时就更加清晰了。例如,我们可以说银河系中心的黑洞距离我们26000光年;仙女座星系(最近的大型星系)距离我们220万光年;宇宙中最远的已知星系GN-z11距离我们320亿光年。
但是,光年并不是一个绝对准确的长度单位。因为宇宙是在不断膨胀的,所以光从一个天体发出到达另一个天体时,这两个天体之间的距离可能已经发生了变化。因此,天文学家还使用了一个更加精确的长度单位——秒差距。秒差距是根据天体之间的视差角来定义的。
什么是视差角呢?简单地说,就是当我们从不同的位置观察同一个物体时,物体相对于背景的位置会发生变化。例如,当我们从左眼看一支笔时,笔相对于墙上的画会有一个位置;当我们从右眼看这支笔时,笔相对于墙上的画会有另一个位置。这两个位置之间的夹角就是视差角。
天文学家规定,当1天文单位(地球到太阳的平均距离)的对角为1角秒(1度°的1/3600)时,对角所在直线与地球到太阳所在直线之间的垂直距离为1秒差距(pc)。这是什么意思呢?打个比方,假如在宇宙中的某处有颗恒星,从它那里看地球到太阳的距离(1AU)的视差大小正好1角秒(1度°的1/3600),那么这颗恒星到地球的距离就是1秒差距(pc)。
1秒差距有多远呢?我们根据直角三角形边与角的关系会很容易地计算出它的距离。1秒差距相当于206265个天文单位,约等于3.26光年,也就是30800000000000公里。例如,比邻星到太阳的距离是1.29秒差距。参宿四距离地球196.3秒差距。看来秒差距是比光年更大的长度单位。
那么,在衡量宇宙天体距离之间的单位中还有没有比秒差距更大的单位呢?有的,比秒差距更大的单位是千秒差距(Kpc)和百万秒差距(Mpc)、十亿秒差距(Gpc)等。例如千秒差距和秒差距之间相差了1000倍。它通常用来测量星系和星系团内部天体之间的距离。比如,银河系的直径约为31千秒差距。百万秒差距和千秒差距之间又相差了1000倍。它通常用来测量星系团和星系团之间的距离。比如,本星系团(包括银河系、仙女座星系等)的直径约为2.5百万秒差距。十亿秒差距和百万秒差距之间还相差了1000倍。它通常用来测量超星系团和超星系团之间的距离。比如,本超星系团(包括本星系团、独角兽座超星系团等)的直径约为1.1十亿秒差距。
通过这些长度单位,我们可以更好地理解宇宙中的天体之间的距离有多么遥远。但是,这些长度单位并不能完全反映宇宙的真实情况。因为宇宙是在不断膨胀的,所以我们观测到的天体的位置并不是它们现在所在的位置,而是它们发出光到达我们时所在的位置。这就导致了一个问题:我们看到的宇宙是过去的宇宙,而不是现在的宇宙。那么,现在的宇宙又是什么样子呢?这就需要我们用更加复杂的物理模型和数学方法来计算和推测了。
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