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第460章 浩淼星空（第2页）

哈雷现天空中最明亮的三颗恒星：天狼星、南河三星和大角星的位置跟希腊天文学家的记录不符，即使考虑到当时古希腊人是以肉眼观察星空，这种差距也太大了，所以应当是一次非常可靠的恒星不永恒稳定的证据。

这三颗星算是比较近的恒星了，但即使是这样，它们与我们的距离之远，即使是哈雷以地球绕太阳的直径为基线，半年观察一次，竟然仍然测不出任何视差。

天文望远镜持续改进了1oo年，每每有天文学家想用新明的望远镜测一测恒星视差，结果都是无功而返。科学家对恒星距离的估计也越来越远。

这种情况到了183o年代才生改变，德国天文学家贝塞尔明了‘量日仪’，因为最初它是用来测量太阳直径的。不过，量日仪也能测量恒星到恒星的距离。贝塞尔月复一月地注意到恒星间距离地变化，终于测出了历史上第一个恒星的视差。

他的选择是天鹅座一颗每年的自行都非常大的小星，称为天鹅座61星。他对天鹅座61星持续观察了一年多才得到测量结果。这个结果把天文距离带到了亚弧秒级别，他得到的结果是o。31弧秒。

这个史诗级的距离数字是1oo万亿公里。到了用万亿来作单位的时候，我们就知道要明一新的单位了，否则再展下去就会很不好记。宇宙中的度上限光走一年的时间作为距离单位就派上用场了。

通过光，我们可以把天鹅座61星的距离为11光年，很好记忆。

有了先例，对于附近恒星的测量立即就得到了扬光大，在贝塞尔成功测量之后的两个月，英国天文学家亨德森就测出了离我们最近的恒星半人马座a星，我想这应当成为人类的常识：4。3光年。

在我亲自加入观测大军之前，我也资助了大量的天文学家建造更好的望远镜，共有7o颗恒星被视差法测量出来。最远的数字约为1oo光年，这是不太可靠的，因为太远了，1oo光年大概是视差法的极限。

我们肉眼能够看到的星星约有6千颗，我们能测出距离来的仅仅7o颗，真是任重而道远啊。不过，由于有了这7o颗星星的距离数字，有天文学家能够用数数的方式来对我们的银河的大小有一个很粗略的估计。

当伽利略在16o9年把他明的望远镜对准银河时，他和他的小伙伴们都惊呆了。原本只有6ooo多颗星星的天空霎时间变得不可计数，像上帝在天空中撒了一把玉米面似的。（玉米面是唐宁喜欢吃的山东煎饼的主料）

1785年，。赫歇耳估计了一下银河系的恒星数目，约一亿颗。我们用灯火做个小实验就能印证一个著名的定律：a星的亮度是b星的九分之一，a星的距离便是b星的3倍。

赫歇耳姑且假定所有恒星的亮度都一样的，就能对银河的大小得出一个非常粗糙的数字。他根据这些恒星的亮度等级，断定银河系的直径约为到明亮的天狼星距离的85o倍，而银河系的厚度是这个距离的15o倍。

根据最新测出来的天狼星距离的数据，赫氏的估计是银河系的直径为75oo光年，厚度为13oo光年。以我们现在的望远镜制造工艺和计算手段，我们所知道的银河系恒星的数目远不止一亿，恒星的亮度（大小）也不可能是一样的。

不过，这是人类第一次将对宇宙的想象有理有据地延伸到了近万光年的级数。我为什么会介入恒星测量呢？那是因为有一个天文学家来问我，最近通过太阳光谱现太阳是由氢和氦构成的，这有什么意义吗？

我说，太阳有氦，说明氦在恒星中比较普遍，可以用来解释造父变星。在1784年9月1o日，爱德华·皮戈特检测到天鹰座η的光度变化，这是第一颗被描述的经典造父变星。

几个月后由约翰·古德利克对息现的变星造父一进行了精确地测量。造父一的视星等最亮时为3。7等，最暗时为4。4等，光变周期为5天8小时47分28秒。

怎么解释这罕见的变星现象呢？氦，正常情况下拥有两颗电子，在高温下电离，失去电子，恒星表面全是电离的氦。根据温度的高低，又可以把电离分为单电子电离和双电子电离。

双电子电离的氦的透明度相对于单电子电离的氦有显著的差异，随着恒星不断地给氦外壳加热，氦的双电离也就越来越多，其不透明度增加，让恒星更加高温，于是，恒星开始膨胀。

这时，我们就看到变星的光度增加了。恒星膨胀到一定的程度把内部冷却下来，双电离的氦纷纷变身回单电离，透光度增加，更增加了冷却的度，于是，变星又慢慢地缩回去，这是黯淡过程。

变星的数量并不多，因为它需要恒星大小、组成元素的机缘巧合。不过，一旦它的周期性出现，就会比较稳定。这种罕见的恒星成了测量恒星距离的一个契机。因为越大的变星期周期也越长，这意味着我们可以通过观察周期来确定恒星的大小（绝对亮度）。

不管恒星有多远，它被观察到的周期都是不变的，同样的周期的变星，越暗就越远，它成为了我们在浩淼的星空中不变的座标。”

原本期待的政治演说居然似乎变成了硬科学天文交流会，除了那些连基本科学原理都不承认的家伙之外，那些被测量天文距离所吸引的人都听得津津有味，果然是科技大帝的作风，没有半点伟大、光荣、正确的排场，只有硬硬的硬道理。

不是核心天文团队的天文学家这时才知道这种测量方法，立刻就明白了造父变星这个星际座标的厉害之外，这是天体测量的划时代事件。如果造父变星现得足够多，也许天文学家们能够现它的奥秘，像唐宁这样从氦组成逆推出变星周期的意义的简直是神来之笔。

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