宇宙距離階梯

沒有哪根捲尺長到能夠到一顆恆星，更別提一個星系。那麼天文學家究竟憑什麼說一顆恆星在40光年外、一個星系在十億光年外？答案不是某一種方法，而是一連串方法，每一種都比上一種伸得遠一點，每一種都由它下面那一級來標定。這條鏈就叫宇宙距離階梯。

最低一級是唯一直接靠幾何的：三角視差，即地球繞日時近鄰恆星的微小視位移，它不需任何假設就給出遠至幾千秒差距的距離。視差再去標定下一級：標準燭光——真實亮度已知的天體，比如造父變星和Ia型超新星——它們的距離由看上去有多暗推出，觸及星系內部乃至星系之間。塔利–費希爾關係把旋渦星系的轉速與其亮度聯繫起來，把觸及範圍進一步延伸。在最大的尺度上，紅移（光被膨脹的宇宙拉伸）通過哈伯定律給出距離。每一級都錨定在它下面的那些級上，所以整個結構同立同倒。

這架階梯是一切宇宙測量的脊梁，而它層層疊加的設計也正是它的軟肋：低層一級的誤差，會沿著上面每一級向上傳播。這正是為什麼如此多的工夫花在地基上，也是為什麼當前關於宇宙膨脹率的分歧（哈伯張力）被如此認真對待——它或許標誌著階梯的近端與遠端之間一道真正的裂縫，或許只是某處微妙的標定誤差，而天文學家坦承：他們還不知道是哪一種。