你有没有想过，科学家们是怎么知道月亮离我们有38万公里？又是如何知道百亿光年之外的遥远星系？难道他们真有一把能测量宇宙的大尺子？接下来，我们就来聊聊测量宇宙的方法具体有哪些？
第一种：无线电反射法：时间倒回到上世纪50年代。那个时候，航天技术刚刚起步，人类对于地球以外的世界充满了好奇和敬畏。美国科学家们突发奇想：既然用肉眼看不到月球到底有多远，能不能用无线电波去“问一问”月亮？说干就干，他们架起了大功率雷达，对准月球方向，“嗖”地一声发射了一束无线电波。无线电波以光速飞向月球，撞击月面后又以同样的速度反弹回来。几秒钟后，接收器果然收到了那道微弱但清晰的“回音”。科学家们兴奋极了！你可能会问，这一来一回的时间那么短，能测得准吗？答案是：非常准！因为无线电波的速度就是光速，每秒大约30万公里。只要精确测量这段“旅程”花了多少秒，再简单计算一下，就能知道地球和月球之间的距离了。
尝到甜头后，科学家们又开始琢磨：既然月球能“接电话”，那其它行星行不行呢？很快，金星、火星也成了无线电波的新“联系人”。通过这些“太空回音”，科学家们像量尺一样，把太阳系里主要天体的距离一一测量了出来。不过，这招也不是万能的。有些天体表面没有结实的“回声板”，比如木星、土星这样的“气体巨人”，表面全是厚厚的大气层和云雾。无线电波打过去，有时候就像掉进了棉花堆，不仅信号弱，方向还乱，根本测不出个准数来。还有些天体太远了，回声太微弱，地面接收器根本捕捉不到。因此，无线电反射法目前主要用于测量月球、金星、火星等太阳系内、表面比较结实的天体。
第二种：三角视差法：如果说无线电反射法是人类在太阳系“打电话”，那三角视差法就是我们用“地球的大步”，给宇宙画上了第一把“几何量尺”。“视差”这个词听着高大上，但它的原理，我们每个人都在生活中体验过。你有没有试过这样一个游戏：伸出一根手指，闭上一只眼，再换另一只眼，会发现手指在背景中的位置会微微“移动”。这种“跳动”，就是视差。我们两个眼睛之间有距离，看同一个物体的角度不同，所以看到的画面也略有差别。科学家们正是借鉴了这个道理，只不过他们用的不是两只眼睛，而是地球围绕太阳公转时，地球“左眼”和“右眼”之间的巨大间隔，这个基线，足足有3亿公里！每年地球绕太阳转一圈，半年时间可以让地球跑到轨道的对面。
这时，科学家们就会先在年初观测一颗恒星在天空中的位置，半年后再观测一次。如果这颗恒星距离我们足够近，就会发现它在背景更遥远的星星前“挪”了一点点位置。这种微小的“移动”角度，就是所谓的“年视差”。有了地球绕太阳的这条“超级基线”，再加上观测到的微小视差角，科学家们只需要用初中三角函数里的“正切”关系，就能算出这颗恒星的距离。1838年，德国天文学家弗里德里希·比塞尔首次成功应用三角视差法测量了一颗名为61飞马座的恒星的视差角，并计算出它与地球之间的距离为10.4光年。三角视差法的优点很明显：它不依赖于复杂的物理假设，也不用考虑恒星本身有什么特殊属性，纯粹靠几何测量，直接而可靠。但它的短板也很明显。随着目标恒星距离越来越远，视差角会变得越来越小，最终小到望远镜根本分辨不出来。一般来说，三角视差法最适合测量100光年以内的“近邻恒星”。再远的天体，哪怕用上最强大的望远镜，数据也会变得模糊不清。
第三种：哈勃定律：无线电反射法帮我们量出了家门口的月亮和行星，三角视差法让人类走出了太阳系，但当我们把目光投向银河系之外，你会发现，前面那两把“尺子”已经完全不够用了。那怎么办呢？科学家们没有被难倒。他们发现，宇宙本身，竟然是一把天然的“测距尺”。故事要从100年前说起。1920年代，美国天文学家埃德温·哈勃在观测众多遥远星系时，意外发现了一个惊人的现象：这些星系的光谱都出现了“红移”，也就是它们发出的光波波长被拉长了，变得更加偏红。你可以把它理解成“宇宙版多普勒效应”。就像救护车远离你时声音变低变沉，星系如果远离我们，光波也会被拉长，变得更“红”。
哈勃还发现，离我们越远的星系，红移越明显，远离的速度也越快。哈勃把自己观测到的星系“离去速度”和它们的距离做了个对比，结果发现了一个简单明了的关系式：v=H₀×d。这里，v是星系远离我们的速度，d是它和我们的距离，H₀就是著名的“哈勃常数”。翻译成大白话就是：星系离我们越远，跑得越快。有了哈勃定律，科学家们终于有了测量极遥远星系距离的新“神器”。只要观测到某个星系的红移有多大，就能计算出它离我们的距离是多少。这把“宇宙尺子”，一下子把人类的视野拉伸到了百亿光年之外！当然，哈勃定律这把尺子，也不是完美无瑕的。首先，哈勃常数的数值到底是多少？别看就是一个数，科学家们为此争论了几十年。
不同观测手段、不同数据，算出来的哈勃常数总是有点差别。有人说74，有人说67，差得不多，但放在百亿光年的尺度，那可是天壤之别。回顾这三种方法，其实就是人类不断升级的“测距工具”：或许，在未来的某一天，我们会发明出更“神奇”的方法，把宇宙“量”得比现在更精确。也许我们会发现，宇宙比现在想象的还要大、还要不可思议。但正是这种“永远在路上”的探索精神，让人类在黑暗的宇宙中点亮了一盏又一盏智慧的灯。宇宙的尽头在哪里？没人知道。但正因如此，这才是人类永远无法停止仰望星空、追问未知的理由。对此，你们有怎样的看法呢？欢迎在评论区分享你的想法，感谢大家观看，我是探索宇宙，我们下期再见。
