光是我们所知道的传播速度最快的物质。
正因为光如此之快的传播速度，
我们就用光走过的时间，
来描述那些十分遥远的距离的。
光在一年中传播的距离大概是六万亿英里，
我们称这个距离为一光年。
现在我们来举例说明一光年的距离究竟有多远。
阿波罗宇航员用时四天登上了月球，
而光从月亮到地球只需要一秒钟。
另外，比邻星——离太阳系最近的恒星，
离我们有4.24光年远。
我们所在的银河系的直径大概是十万光年。
离我们最近的星系，仙女座星系，
离我们有250万光年。
我们根本无法想象宇宙之大。
但是，我们是如何知道恒星和星系的距离的呢？
每当我们抬头看天空，
我们所见的只是一个二维平面视图。
当你伸手指向某一颗星星时，
你无法得知这颗星星离你到底有多远。
那么天体物理学家们如何得知距离呢？
对于离我们比较近的星体，
我们只需要用三角视差来估算距离。
这个理论很简单。
只需要做一个小实验就可以说明。
伸出你的大拇指，然后闭上你的左眼。
现在，闭上你的左眼，同时睁开你的右眼。
你会发现你的大拇指好像移动了。
但是相对遥远的背景里的物体却没有动。
这个理论同样适用于看恒星的时候。
但是恒星离我们的距离相比于
我们胳膊的长度不知道长了多少倍，
而且相对来说，地球也不是很大的星体。
所以即使你在赤道两边用不同的望远镜观测同一颗星体，
你也很难看到这颗星体位置的移动。
为了解决这个问题，
我们改为观察六个月内星体位置的移动。
这个时间刚好是地球绕太阳轨道旋转半周的时间。
我们在夏天观测恒星的相对位置，
等到了冬天再观测时，就像我们在用另外一只眼睛看它。
离我们近的恒星似乎移动了位置。
而遥远距离的恒星和星系保持不动。
但是此方法只适用于距离不超过几千光年的天体。
在我们的星系之外，其他的天体如此之远，
以至于视差太小了，
连最精密的仪器也无法测得。
所以，我们必须找到别的办法。
这个办法叫标准烛光法。
标准烛光是天文学中
已经知道光度的天体。
打个比方，如果你知道你自家灯泡的亮度，
然后你让别人拿着那只灯泡向远离你的方向走去。
你知道你看到的灯泡的亮度
是以他走的距离的平方在减弱的。
所以通过比较你看到的灯泡的亮度
和灯泡的原始亮度，
你可以计算出他距你有多远。
应用到天文学中，
你的灯泡就变成了一些特殊的天体
——造父变星。
这些星星的内部不是很稳定，
就像一只一会儿鼓起来一会儿扁下去的气球。
它们的亮度随着膨胀和收缩而变化。
我们可以通过它们膨胀收缩的周期来计算它们的亮度。
越亮的星星，这个周期越长。
通过比较观测到的这些恒星的亮度
和我们计算出来的它们原始的亮度，
我们就可以知道它们距离我们有多远。
可惜，这个方法也有它的局限性。
用这个方法，我们只能测量到距离我们
不超过四千万光年的独立的恒星。
超过这个距离的恒星会变得太模糊而无法分辨。
不过幸运的是，我们还有另一种标准烛光。
著名的Ia型超新星。
超新星爆发，也就是巨型恒星爆炸，
是恒星死亡的方式之一。
这些爆炸是非常亮的。
它发生的时候可以照亮整个星系。
所以即使我们无法分辨星系中独立的恒星，
我们还是可以看到超新星爆发。
Ia型超新星被证明是可用的标准烛光。
本征亮度较亮的超新星，
其亮度衰减的速率较慢。
凭借我们对超新星的
亮度和衰减速率的关系的了解，
我们可以用这些超新星来测量
离我们几十亿光年远的天体。
可是我们为什么要观测这么遥远的天体呢？
回答这个问题要回到光的传播速度上。
光从太阳传播到地球，需要八分钟，
这就意味着，我们看到的太阳
是八分钟前太阳的样子。
当我们看北斗星时，
我们看到的是北斗星80年前的样子。
那些朦胧的星系呢？
它们距离我们数百万光年。
来自它们的光需要传播数百万年才能到达地球。
所以我们的宇宙从某种程度上来说
是一个内置时光机。
我们看得越远，我们越接近宇宙刚开始的样子。
天体物理学家们试图研究宇宙的历史
来解答我们如何而来以及我们从哪里来。
宇宙不断地以光的形式给我们发送信息，
剩下的就等我们来解读。