视差
视差是指从两个不同的地方看到的物体位置的感知变化。
在天文学中,年视差是测量太阳系外恒星距离的唯一直接方法。从本质上讲,视差是指从不同位置观察物体时出现的感知移动现象。
它是由两条观察线之间的角度来衡量的。从相同位置观察时,近处的物体比远处的物体有更大的视差,因此视差可以用来确定距离。
天文学家利用视差原理来测量与天体的距离,包括与月球、太阳和太阳系以外的恒星的距离。在这里,"视差"一词是指两条视线与恒星之间的角度。
天文位置的测量是在一年中的不同时间进行的。由于地球的轨道是准确的,所以可以计算出位置1到位置2的距离。从地平线到物体的角度也可以精确地测量出来。这样就可以得到一个三角形,其基线和角度都是准确的。根据这个三角形,用三角法计算出距离,并以帕秒为单位。
这种方法只有在距离很远的物体上才会失效,因为地球的轨道太小,无法获得足够大的视差角来准确测量。这个距离大约是100光年。天文学家们发明了各种方法来解决这个问题,不过对于相对较近的天体,没有一种方法能像视差法那样准确。这就为计算更大距离的宇宙距离梯形技术提供了基础。
从1989年到1993年,Hipparcos卫星对附近的10万多颗恒星进行了测量。盖亚(航天器)打算对大约十亿颗恒星进行类似的测量。
许多动物,包括人类,都有两只眼睛提供深度感知,这就是立体视觉。由于两只眼睛在头部的不同位置,这就为自动的距离感提供了基础。我们感知到的是一个正常的三维场景。
一个物体在远处背景下因位置变化而产生视差的例子。当从"视点A"观看时,物体似乎在蓝色方块的前面。当视点改为"视点B"时,物体似乎移动到了红色方块的前面。
问题和答案
问:什么是视差?答:视差是指从两个不同地方看到的物体的位置变化。它由两条观察线之间的角度来衡量,可用于确定距离。
问:视差在天文学中是如何使用的?
答:在天文学中,年视差是测量太阳系外恒星距离的唯一直接方法。天文学家利用视差原理来测量与天体的距离,包括与月球、太阳以及太阳系以外的恒星的距离。
问:如何用视差来计算距离?
答:天文测量的位置是在一年中的不同时间进行的。由于地球的轨道是完全已知的,所以可以算出从位置1到位置2的距离。从地平线到物体的角度可以精确测量,这就得到了一个三角形,其基线和角度都是准确知道的。从这个三角形中,可以用三角法来计算以准秒为单位的距离。
问:使用视差来测量遥远的物体有什么限制吗?
答:是的,对于那些非常遥远的天体,地球轨道太小,视差角度不够大,无法进行精确测量--大约100光年或更远。其他方法已经被发明出来,但对于相对较近的物体来说,没有一种方法能像视差法那样准确。
问:在1989-1993年,用什么卫星来测量附近的星星?
答:Hipparcos卫星在这一时期被用来测量超过100,000颗附近恒星。
问:什么航天器将进行与Hipparcos相似的测量?答:Gaia(航天器)将对大约10亿颗恒星进行类似的测量。