第14章：星系标定 (第1/2页)

    周源拿起第三个报告阅读，星系标定方法，主要作者：科学院天文学家莱尔和科学院物理学家文明。

    整个报告分为三大部分。第一部分回溯宇宙大小、星系距离是如何测量的，第二部分介绍新理论模型和测量方法，第三部分建议总结等。

    第一部分是总结以前测量方法。

    除了利用红移效应（多普勒效应）对极端遥远的天体进行测距外，还有一些方法。

    射电望远镜测量：比如一个恒星系内，行星到卫星、行星到行星的距离，直接向近距离的行星或卫星表面发射无线电波并接收反射信号，比如金星和火星，并测量信号往返所需要的时间，这可以给出非常精确的距离数值。但使用射电望远镜测量太阳系之外天体的距离，则显得有些不切实际了。

    三角视差法：在一年中的某个时间，测试者用望远镜测定一颗恒星在天空中的位置，比如说在1月份进行这样的测定。然后等上几个月（一般半年）的时间，随后在7月份对同一颗恒星进行同样的测定，此时测试者正处于地球轨道上太阳的另一侧。当测试者在冬天和夏天观察恒星时，就能够利用它们相对于遥远宇宙背景上的位置变化来测算其距离。然而，这一方法也有其自身的局限性，那就是当恒星的距离太过遥远——大约100光年以外，此时这些恒星所显示出的视差值就太小了，无法进行有意义的计算。

    中子星回声：中子星释放出巨大的X射线爆发，它产生的回声——当X射线从星际空间里的尘埃云里反射时就会产生回声——为天文学家产生了令人惊讶的新计量尺。天文学里的距离测量非常困难，尤其是类似CircinusX-1的源，后者隐藏在厚厚一层尘埃背后的银面上，这使得利用光学望远镜观测它们几乎不可能。人类首次利用阻碍视线的尘埃，来创造估计与X射线源距离的新方法。当X射线遇到星际空间里的尘埃颗粒就会发生偏离，如果尘埃云足够密集，它们导致部分X射线从原始路径上散射开来，进入三角形的新路径，而非直线路径，这样它们到达地球的时间，比那些未被散射的X射线到达地球的时间要更长。

    主序拟合法：这一方法背后的基本前提是，人们认为那些质量相似、年龄相仿的恒星，如果它们的距离相同，那么它们的亮度也应该是一样的。但事实是，这些恒星看上去都是不一样亮的，这也就意味着它们的距离远近不同。有一件事是肯定的，那就是随着时间推移，这些恒星的颜色会逐渐变得更红。通过对这些恒星颜色和亮度的精确测定，并将这些恒星与那些距离较近、已经运用视差方法测定过距离的主序星进行对比，通过这种方法，能够大大延伸宇宙测量标尺，从而得以估算遥远的多的恒星的距离。

    造父变星和宇宙标准烛光：概括的说，就是造父变星的光变周期与其光度之间存在关联，且其光变周期越长，光度越大。换句话说，相比那些较为暗弱的造父变星，那些明亮的造父变星“脉动”的周期更长（一般光变周期可以长达数天）。因为天文学家们可以相对容易地测定光变周期，这样他们也就能够得到这颗恒星的真实亮度数据。于是，反过来，只要观察一颗造父变星的亮度，就能够计算出它们的实际距离。天体物理学家们断定所有的Ia型超新星的亮度都是基本相同的。这样一来，就像造父变星一样，只要观察它们的亮度，便可以直接得到它们的距离数值了。也因为以上的原因，Ia型超新星和造父变星，都被天文学家们亲切地称作宇宙中的“标准烛光”。

    第二部分介绍新理论模型和测量方法。

    以前所有测量方法是基于宇宙膨胀和光速不变这两个铁律。如今，事实上，根据文明院士的光速四定律及其推论，由于宇宙本征光速下降，宇宙空间存在多个光速位面空间以及不同光速位面的“过滤截频”效应，所以需要提出一种新理论和测量方法。

    首先我们提出一个宇宙光速位面的静态模型，想象一下。

    一个非常巨大的空心玻璃球A（里面介质是空气），A里面有一个巨大的空心玻璃球B（里面介质是水）和很多很多萤火虫（在A内，在B外），B里面有一个大的空心玻璃球C（里面介质是汽油）和许多萤火虫（在B内，在C外），C里面有一个大的空心玻璃球D（里面介质是柴油）和不少萤火虫（在C内，在D外），D里面有一个小的实心玻璃球E和少量萤火虫（在D内，在E外），E球里面被困了一种萤火虫，动不了。

    抽象一下，假如ABCD空心玻璃球和E实心球的球面是无形无质的，相当于光速位面。每个