核心概念
天文學
恆星
物理學
測量
引言
您喜歡在溫暖的夜晚觀星嗎？ 夏季是觀看星星以及其他天象的好時機，例如令人印象深刻的英仙座流星雨，它每年都會發生，並在今年8月10日至13日達到高峰。您知道古代天文學家實際上可以測量地球到遙遠恆星的距離嗎？ 他們如何在沒有現代技術的情況下做到這一點？ 在這項活動中，您將透過探索物體距離和觀看視角（也稱為視差）之間的關係來找出答案，這可以用來測量遙遠恆星有多遠。
背景
天文學家如何知道行星、恆星和星系離我們有多遠？ 他們使用一種稱為視差的視覺現象來測量恆星距離。 視差是指物體看起來移動的方式，當從兩個不同的位置或角度觀察時，物體的位置似乎會發生變化。
要親自觀察視差，請伸出您的手臂並豎起您的大拇指。 閉上一隻眼睛，將您的大拇指與房間另一側的物體對齊。 現在快速切換您的眼睛，同時保持您的大拇指在相同的位置。（如果需要，您可以用空閒的手遮住另一隻眼睛。） 注意到您正在觀看的物體不再與您的大拇指對齊。 不相信您所看到的？ 從另一隻眼睛開始再次重複。 這種光學錯覺是由於視差造成的。 您的兩隻眼睛之間的距離差異使得您的大拇指（一個相對較近的物體）與房間另一側的物體（一個相對較遠的物體）對齊方式不同。
當人們在地球軌道上的不同位置觀看恆星時，較近的恆星相對於較遠的恆星而言，位置變化會顯得更大。 這種明顯的運動，或視差，可以用來幫助計算地球和特定恆星之間的距離。
材料
一個寬闊的開放空間（可以是您的後院或公園。）
兩個呼啦圈（或者，您可以使用兩塊可以坐的扁平石頭或磚塊。）
一把碼尺或米尺（使用帶有清晰標記的，以便可以從遠處讀取。）
小桌子或吧檯凳（這需要能夠拿到室外。）
一條粗橡皮筋
一塊大石頭（它應該至少有棒球大小，但不要太大以至於橡皮筋無法套在它上面。）
捲尺
一張草稿紙和一支筆或鉛筆（可選）
準備
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
如果您正在使用草稿紙，請在上面畫三列，並分別標記為“左”、“右”和“差異”。
將您的呼啦圈（或扁平石頭）、小桌子（或吧檯凳）、橡皮筋、大石頭和捲尺帶到室外一個寬闊的開放空間，例如公園或您的後院。
找一個遙遠的物體——理想情況下是高而窄的物體，例如樹木、電線杆或柱子。 這將是您在此活動中使用的“遙遠物體”
在您和遙遠物體之間儘可能遠的距離（至少20到30步，但更遠更好），面對物體並將兩個呼啦圈放在地上，一個在您的右邊，一個在您的左邊，使它們幾乎接觸。（如果您使用扁平石頭代替，請將它們放置在您面對遙遠物體時，左右兩側大約相距三英尺的位置。）每個呼啦圈（或扁平石頭）將是一個“觀察點”。
從呼啦圈走向遙遠物體，將小桌子放在距離呼啦圈邊緣約三到五步遠的地方（或距離扁平石頭約五到七步遠的地方）。
在桌子上放一塊大石頭。 將橡皮筋環繞石頭和碼尺（或米尺），以將碼尺固定在石頭上，使碼尺水平（左右延伸）且其標記面向您（朝向呼啦圈）。 將碼尺沿橡皮筋居中放置。 桌子（帶有石頭、碼尺和橡皮筋）將是您研究的“近物體”。
您的設定現在應該準備好進行一些測試了！ 但在您這樣做之前，請確保您的設定的所有部分都對齊良好。 具體來說，請確保兩個呼啦圈之間的空間、橡皮筋和遙遠物體大致沿著一條假想線對齊。 如果需要，您可以向左或向右移動桌子以使橡皮筋對齊。
步驟
坐在左側呼啦圈的中心（或左側的扁平石頭上），然後看向遙遠物體。 遙遠物體看起來與碼尺上的哪個數字對齊？ 如果您正在使用草稿紙，請將此數字寫在“左”列中。
坐在右側呼啦圈的中心（或右側的扁平石頭上），然後看向遙遠物體。 遙遠物體現在看起來與碼尺上的哪個數字對齊？ 如果您正在使用草稿紙，請將此數字寫在“右”列中。
現在將桌子（上面有石頭和碼尺）向前移動三到五步（使其更靠近遙遠物體）。
再次坐在每個呼啦圈中，看看遙遠物體現在看起來與碼尺上的哪個數字對齊。 如果您正在使用草稿紙，請寫下您的結果。 與桌子離您更近時相比，您是否看到遙遠物體在碼尺上對齊的位置有所不同？
至少重複此過程三次（每次將桌子稍微靠近遙遠物體，然後從您的呼啦圈有利位置觀察遙遠物體如何在碼尺上對齊）。 當近物體（帶有碼尺的桌子）越來越靠近遙遠物體時，遙遠物體在碼尺上對齊的位置看起來如何變化？
如果您使用草稿紙記錄您的結果，您可以將一列中的數字減去另一列中的數字，並將您的結果寫在您測試的每個距離的“差異”列中。 您是否看到距離（觀察點和近物體之間）與您從左右角度進行的測量值差異之間存在關係？
您認為您的結果告訴您天文學家如何使用視差來測量相對較近的恆星有多遠？
附加題： 在此活動中，您將近物體（帶有石頭、碼尺和橡皮筋的桌子）移動到與觀察點（呼啦圈）不同的距離。 測量視差的另一個因素是兩個觀察點之間的距離。 您能想到一個類似的活動來測試這個變數嗎？ 觀察點之間的距離如何影響視差？
附加題： 如果您連續幾個晚上觀察您最喜歡的星座，您會注意到星星作為一個群體一起移動。 將星座的運動與較近的物體（如月球或行星）進行比較。 哪些物體移動得更快？ 您可以使用這種方法區分行星和恆星嗎？
附加題： 視差類似於我們的大腦在計算深度感知時使用的過程。 直觀地，您知道哪些物體是近的，哪些是遠的。 您可以嘗試透過比較雙眼視覺和單眼視覺來測試深度感知。 每種視覺如何影響深度感知？
[分隔符]
觀察和結果
當近物體遠離觀察點時，從左右觀察點測量的物體的明顯運動是否減小？
當從兩個不同的點觀察一個相對遙遠的物體時，與相對較近的物體相比，它看起來移動得更少。 類似地，在此活動中，您應該已經看到，當“近物體”（帶有石頭、碼尺和橡皮筋的桌子）越來越靠近“遙遠物體”（樹木、電線杆等）時，當您比較其在呼啦圈內的左右“觀察點”之間的明顯位置時，它看起來移動得更少。 對於前兩次測量，可能很難區分差異，但在此之後，這種關係應該變得更加清晰。
由於物體的明顯運動（視差）取決於物體與觀察點的距離，因此天文學家可以計算出相對較近的恆星有多遠。 這是透過觀察一顆附近的恆星相對於遙遠恆星的明顯運動來完成的，當它們都從不同的觀察點（即從地球繞太陽軌道的不同點）觀察時。
更多探索 一個令人困惑的視差，來自科學夥伴
視差，來自KidsAstronomy.com
視差——面向兒童的希臘天文學，來自History for Kids
視差，來自StarChild
此活動由科學夥伴合作推出