標準燭光

設想你知道某一種燈總是以完全相同的真實亮度發光。那麼當你看到這樣一盞燈在漆黑的街道遠處顯得昏暗時，你單憑它看上去多暗，就能算出它有多遠——因為亮度隨距離以一種固定、可預測的方式衰減。標準燭光就是這種燈的天文版：一類我們事先就知道其真實、固有亮度的天體。

其背後的物理是光的平方反比定律：一個天體的視亮度隨距離平方的倒數下降，所以遠一倍的天體看上去暗四倍。如果你知道真實光度（實際的發光量），又測得視亮度，距離便隨之直接得出。竅門在於找到那些真實光度確實已知的天體。最好的例子是造父變星——其脈動週期透露其光度——以及Ia型超新星——爆炸的白矮星，它們幾乎都達到相同的峰值亮度，亮到能在數十億光年外被看見。

標準燭光是宇宙距離階梯當中起主力作用的中段幾級，把測量從近鄰恆星一直帶到遙遠星系，遠超視差所能及。正是靠它們，哈伯首次證明別的星系遠在銀河系之外，也正是靠Ia型超新星，人們發現了宇宙加速膨脹。誠實的難處在於：真實亮度本身必須由更低一級來標定，而真實的燭光從來不會完全相同——把那些細小差別考慮進去，是這項工作中持續而細緻的一環。