宇宙距离阶梯

没有哪根卷尺长到能够到一颗恒星，更别提一个星系。那么天文学家究竟凭什么说一颗恒星在40光年外、一个星系在十亿光年外？答案不是某一种方法，而是一连串方法，每一种都比上一种伸得远一点，每一种都由它下面那一级来标定。这条链就叫宇宙距离阶梯。

最低一级是唯一直接靠几何的：三角视差，即地球绕日时近邻恒星的微小视位移，它不需任何假设就给出远至几千秒差距的距离。视差再去标定下一级：标准烛光——真实亮度已知的天体，比如造父变星和Ia型超新星——它们的距离由看上去有多暗推出，触及星系内部乃至星系之间。塔利–费希尔关系把旋涡星系的转速与其亮度联系起来，把触及范围进一步延伸。在最大的尺度上，红移（光被膨胀的宇宙拉伸）通过哈勃定律给出距离。每一级都锚定在它下面的那些级上，所以整个结构同立同倒。

这架阶梯是一切宇宙测量的脊梁，而它层层叠加的设计也正是它的软肋：低层一级的误差，会沿着上面每一级向上传播。这正是为什么如此多的工夫花在地基上，也是为什么当前关于宇宙膨胀率的分歧（哈勃张力）被如此认真对待——它或许标志着阶梯的近端与远端之间一道真正的裂缝，或许只是某处微妙的标定误差，而天文学家坦承：他们还不知道是哪一种。