大家注意照片中这个微弱暗黄的斑点，它距离我们大约130亿光年，也就是以光的速度飞行130亿年的距离。那么天文学家是怎么看出它距离我们130亿光年的呢？这期视频就给大家详细解答这个问题。 视频中我们会从探索光开始，一步步解开光的秘密，最后讲解天文学家如何利用光得到遥远天体的信息。这也是研究光的一段发现史，希望大家可以收藏。 对于天体距离的测量，我们有很多方法，如视差法、标准烛光法。但对于像几十上百亿光年的遥远距离，却只有一种准确的测量方法，那就是红移测量。而要说到红移测量，就不得不提到弗朗禾费线。这是人们探索光的一个伟大发现。 故事要从17世纪说起。当时牛顿首次发现，当太阳光经过三棱镜后，它会分散成如彩虹般不同颜色的光，即光的色散现象。牛顿把这种色散后的光称为光谱。虽然这个现象看似简单，它却是我们解开光中秘密的起点。 在牛顿得到光谱的100年后，1802年英国物理学家沃拉斯顿对牛顿的实验进行了改进，提高了色散后光谱的精度。他在太阳的光谱中首次发现了许多暗色条纹，但由于他认为这些暗条纹可能是仪器造成的，未进行深入研究。直到1814年，弗朗禾费的出现才让人们重视这些暗线的存在。 1814年，年轻的弗朗禾费设计出了现代的首款光谱仪。他通过光谱仪，在太阳光谱中发现了暗色条纹。但他与沃拉斯顿不同，弗朗禾费对这些暗色条纹很感兴趣，并猜测这些暗线可能源自光源本身。随着他对仪器的不断改良，这些暗线没有消失，反而越来越多。他仔细测量了暗线的位置及波长，并在其他明亮恒星的光谱中也发现了暗线，但排列方式不同。这一研究表明，这些暗线应归因于太阳和恒星本身。 45年后，1859年的时候，两位德国科学家——物理学家基尔霍夫和化学家本生，发现在燃烧不同元素时，光谱仪上会留下不同的亮线。这些亮线与弗朗禾费发现的暗线相似，他们猜测这些暗线与元素有关。当连续光谱经过不同元素的冷气体时，连续光谱出现了暗色条纹，与燃烧元素产生的亮线对应，由此他们得出结论：暗线即元素的吸收线。 这一发现为我们研究宇宙提供了巨大的帮助。利用光谱中的暗线，我们可以揭示遥远天体的元素组成。人们为了纪念弗朗禾费的贡献，将这些暗线命名为“弗朗禾费线”。红移测量正是在光谱中的弗朗禾费线位移。由于这些暗线由元素吸收形成，其吸收线位置固定不变。 1912年，天文学家斯莱弗在测量螺旋星云时，发现这些星云中的暗线向红波段移动，这被认为是因它们远离我们时，光的波长被拉长，即红移。斯莱弗的这一发现将红移与速度联系起来。 1924年，哈勃在测量仙女座星云时，通过造父变星测量了其距离，发现该星云远大于银河系的尺寸，从而断定其是独立于银河系之外的另一个星系。至此，人们对宇宙的认识拓展到银河系之外。 1929年，哈勃测量了其他星系的距离，并发现星系的退行速度与距离存在线性关系，即距离越远，速度越大。这一发现证实了宇宙在膨胀，为宇宙大爆炸理论提供了证据。这一成果也让红移与距离之间建立了关系，测量红移便可计算出星系的实际距离。