与测量时间相类似,我们可以通过拆分距离单位来测量越来越小的距离,但是如果距离很远时该怎么办呢?

三角测量

测量斯普特尼克1号的高度

斯普特尼克1号的高度测量

如图所示,斯普特尼克1号人造卫星的高度可以通过三角测量法计算得到。假设我们在地球两个观测点的距离 L 已知,角度 $\theta$1, $\theta$2 已知。

测量太阳的高度

我们无法直接通过三角测量法计算太阳的高度,因为目标点的设定以及其与观测点形成的角度不够准确。

可以通过天文观测得到我们星系中所有星球的相对距离(注意不是绝对距离)———换句话说,可以在星系地图中标记所有星球的位置。这样我们只需要知道比例尺就能确认星系中任意星球的距离。爱神星(Eros)有时会掠过地球附近,通过三角测量法计算得到它的绝对距离,我们知道其在地图上到地球的相对距离,这样就能计算比例尺了。

测量太阳系以外星球的距离

基于地球围绕太阳运行轨道的直径计算太阳系以外星球的距离

如果想要测量更远的星球,可以在地球的夏季和冬季各选一个观测点使用望远镜定位目标行星,我们期望选中的两个观测点的连线是地球围绕太阳运行轨道的直径,以此作为基线来测量目标行星的距离。

color-brightness method

如果行星太过遥远,无法使用三角测量该怎么办?

天文学家发现可以通过它的颜色来预估出它的大小和亮度———颜色与亮度、距离存在联系。附近有很多行星的颜色和亮度可以观测到,并且它们的距离能够通过三角测量法计算,在大部分情况下行星的亮度(intrinsic brightness)与其颜色存在关系。如果我们知道一个遥远行星的颜色,那么可以通过该方法知道它的亮度,再通过它的亮度计算得到它的距离(对于一个给定的行星的亮度,其亮度会随着距离的平方的增加而减小)。

测量其他星系的距离

其他的星系

我们知道自己星系的大小,就能够测量更遥远的其他星系的距离。图示的星系的直径与我们相近,我们可以以此作为基线测量它的距离。