在我们了解到宇宙最大距离以十亿光年为单位之前,我们首先要从宇宙距离阶梯的第一级开始。
从近距离开始-我们是可以用高中课堂上学过(且很快忘记)的基本三角函数尝试测量较近的宇宙距离,例如在太阳系内,或者银河系内与我们临近(不超过100光年)的宇宙。基本上只要你在一年中的某一刻测量一颗恒星在天空中一点的位置,然后在六个月后再次测量它的位置,就能够得到附近物体相对于天空中更遥远的恒星的位置。
假使你知道地球轨道的长度,然后根据这两次测量得出的角度,就有可能计算出实际距离(感谢勾股定理!)。但是,如果一颗恒星离地球越远,它的位移就越小,角度的测量就由易变难,因此就需要用到宇宙距离阶梯的第二级。
宇宙标准烛光----一旦超出了三角视差法的有效测量范围,天文学家们就会使用称作造父变星的恒星来测量,它们很常见且很明亮。这类特殊的恒星于1794年首次为人们发现,它们具有周期脉动的趋势,有规律地越变越亮或者越变越暗。更有意思的是,造父变星的脉动时间越长时,它就越亮;脉动时间越短,它就越暗。
用视差法(见上文)来测量附近的造父变星,然后比较它们与更遥远的造父变星的脉动周期时间,就可以确定它们的真实亮度,从而计算出它们的距离。造父变星遍布我们的银河系,它们的存在甚至超出银河系外(8000万光年远),称为宇宙标准烛光,能够作为标准的距离标识,形成了宇宙距离阶梯的关键一级。,
超新星亮度----尽管8000万光年好像是一个惊人的距离,但是宇宙是它的1000倍以上,这也意味着宇宙距离阶梯需要运用别的层级。超新星的作用也就在这里显现了,不过主要是特定的双星系统中的超新星。在这些双星系统中,一颗恒星暴死成为了白矮星,而它的伴星存活下来,接着白矮星吸积伴星的物质,不断变大,直到质量超过太阳质量的1.4倍(也就是钱德拉塞卡极限)。
大家知道宇宙如何测量距离的吗?