【零成本天文实验】只需一根手指,学霸暑假亲子活动清单+1
这是一个真正的“不插电”游戏,不需要任何工具材料,只需要你和孩子一起,动动手指和眼睛。客厅就是你的实验室,你和娃的身体就是最好的仪器!伸出大拇指,眨眨眼睛,亲眼看到“距离”是如何让物体“蹦跳”起来的。
一个神奇的视觉游戏,在不知不觉中掌握宇宙测距的核心原理!
NO.1
动动手指,实验开始
我们头顶的一个个星星,到底离我们有多远呢?今天,我们就来揭秘天文学家测量距离的超级妙招。这个方法非常神奇,神奇到我们现在就可以用自己的身体来模拟一下!
来,现在就跟着我,一起做一个“视觉魔术”的小实验!
首先,请你在房间里找一个可以当做参照物的东西,比如墙角的那条缝,或者墙上一幅画的边缘。找到了吧?好,现在站得离它远一点。
接下来,伸出你的右手,竖起一根大拇指。然后,闭上你的左眼,只用右眼看。调整一下你手指的位置,让你的大拇指正好把远处的墙缝或者那幅画的边缘给完全挡住。对,就是这样!
最关键的一步来了!请你保持头部和手指的位置完全不动,然后……切换你的眼睛!把挡住左眼的手拿开,换去挡住你的右眼。
【注意,头和手指千万不能动哦!】
现在,你用左眼再看看,发生了什么?你的大拇指是不是不再挡着墙缝了?那个墙缝好像“嗖”地一下,从你手指的右边,跳到了左边!
怎么样?是不是很神奇?
这个现象,就是因为你的两只眼睛之间有一段距离,所以当你切换左右眼的时候,你看东西的角度就发生了变化。
我们再来玩一次。这次,你把手指放得离眼睛近一些,重复刚才的动作。先用右眼看,让手指对准墙缝,然后换成左眼。你发现了什么?这次墙缝是不是“跳”得更远了?它和手指偏离的距离,比刚才那次要大得多!
现在我们可以总结规律了:
被观察的东西(也就是你的手指)离我们越近,左右眼切换时,它偏移的距离就越大;离我们越远,偏移的距离就越小。
你可能会说:“汪老师,这不就是脱裤子放屁——多此一举嘛!我当然知道手指离我有多远啦!”
问得好!对于近在眼前的手指,这当然是多此一举。但是,天文学家们就是用这个看似“多此一举”的方法,去测量那些我们永远也摸不到的遥远天体的!
NO.2
天体多远?也这么测!
科学家们到底是怎么做的?看好了——
他们把一颗遥远的星星,当作是我们的“手指”,把更遥远的星空,当作是“墙缝”。然后,他们也需要像我们切换左右眼一样,在两个不同的位置去观察这颗星星。只要测出这颗星星在星空背景上“跳动”了多少,就能反推出它离我们有多远了。这个方法,科学家给它取了一个名字,叫做“三角视差法”。
(三角视差法示意,在地球上的两个不同位置观察同一颗星星)
那么问题来了,对于遥远的天体,我们的左右眼这点距离肯定是不够用的。要想看到明显的“跳动”,两次观测的地点必须离得越远越好。在地球上,我们能找到的两个最远的点是哪里呢?
没错,就是地球的两端!比如,第一次在北极观测,第二次跑到南极去观测。这样,两次观测的距离就差了一个地球的直径。
那么,这就是最远的距离了吗?还不是!天文学家有更聪明的办法。
你别忘了,我们的地球自己,可不是待在原地不动的,它正在绕着太阳飞速奔跑!我们只需要在夏天的时候,对准一颗星星拍张照片;然后等上整整半年,到了冬天,地球就跑到它轨道的另一头去了。这时候,我们再对同一颗星星拍一张照片。
(同一个位置,在夏天和冬天分别对着同一颗星星拍照片)
你看,这样一来,我们两次观测的距离,就足足有整个地球公转轨道的直径那么远了!这可是我们能利用的、最长的“尺子”……
那么,三角视差法就“宇宙无敌”了么?那些银河系之外,动不动就离我们几百万、几千万光年远的遥远星系,还能用这把尺子量出距离吗?
故事未完,点击继续收听:
您刚刚听到的,是喜马拉雅专辑《十万好奇博物馆》 201-203集,
体验更多?立即点击下方图片 👇
🎧 听说学霸们都在听哦
科小秋微信👆
专辑介绍
少年,你好!我是馆长汪诘,欢迎踏入这座专属于你的好奇心殿堂!在这座博物馆里,我将带你用一整年的时间,穿越「宇宙馆」「自然生命馆」「人类文明馆」「科学技术馆」这四大主题场馆,跨越 138 亿年,感受一场从星尘到文明的科学大冒险!
往期推荐