1.前言

在地球上，我們總是會問天有多高，其實我們看到的雲多半也就是在對流層即8-17千米，而民航飛機則是在17-55千米的平流層飛行，這也是為什麼當我們去坐飛機的時候，軟軟的雲都是在我們的下面。但是，我們這是在討論宇宙，那麼這裡所謂的天有多高的另一個說法，就是宇宙有多大。

2.測量方法

在地球上，天有多高，都是我們真真切切的飛行飛到那個高度，然後證明了確實有那麼高。但是對於宇宙來說，我們的可運動的範圍實在是太過於狹小，超出地球的部分的距離我們都很難實際移動到那。儘管現在有了鐳射測距，那也最多可以測量到月球的距離，再遠的話，所損耗的能量也是驚人的。但是從古代開始，我們人類探索宇宙的大小的腳步就從未停止。

2.1 三角測距法

三角測距法來源於我們日常生活，它的測距方式則是以一段位移作為基線，以一個直角為參考座標，就可以測量一個我們不能達到的距離。具體來講，就是根據直角三角形三邊的長度之間的關係。

這樣，就使得我們可以測量我們到達不了的地方的距離了。
早在公元前200-300年的古希臘第一位真正的天文學家利斯塔克就利用這種方式來測量地球、月球、太陽之間的距離。這是最早的日心說，比哥白尼的日心說要早上很多，但是由於它的思想在當時看來實在是太過先進，以至於沒有得到主流的認同，因此很多成果沒有遺留下來。就他測算的結果可知，日地距離:地月距離=20:1。儘管這個精度我們現在無法認為是對的，但是它開創了人類對於宇宙距離的衡量的先河。
而我們人類使用這個方法能達到的最精準的測算，無怪乎使用地球在相隔半年的時間，即地球公轉軌道的直徑，我們稱為周年視差。而貝塞爾則是在1838年第一次觀察到了太陽系外的天鵝座61的距離，當時測算為10.4光年（實際距離11.4光年）。

2.2標準燭光法

前面介紹的三角測距法的精度是有限的，源於我們的尺子長度是有限的，如果還想測量更加精確，更加遙遠的恆星的距離，這時候依靠這種級別的工具是不行了。於是，還是曾經的哈佛大學那幫人中，又出現了一個叫做列維特的人，她發現了造父變星，這種光度與大小有著脈動週期的紅巨星，被我們稱為是宇宙中的標準燭光。因為他發現，脈動週期與光度存在著比例關係。
以我們之前的瞭解：
$\mathrm{亮}\mathrm{度}=$

有了這樣的一個強有力的工具，我們的眼光終於就可以探索到太陽系之外了。這時候從赫歇爾開始，對於銀河系結構就有了探索的興趣。據他使用標準燭光法的測算，銀河系的大小為64001300光年左右，這個大小隻有真正銀河系大小的5%。後來卡普坦重新測算，認為銀河系大小為5萬1萬光年左右。他們倆無一例外的都把太陽定位在了銀河系的中間左右的位置。但是最終，沙普利的測算銀河系的大小應當為3萬*30萬光年左右，而且銀河系的中心位置在人馬座方向，從此奠定了現代銀河系模型的雛形。

2.3哈勃定律（譜線紅移）

後來，對於銀河系的大小仍然有所爭執，爭執的焦點在於，其中有一些星雲，是在銀河系內部，還是銀河系外部。依靠標準燭光法已經無法再去探尋對錯了。這時候必須有新一代的工具，才能夠讓我們對於宇宙的瞭解更進一步。

於是，哈勃登場了，哈勃使用它的哈勃定律，觀察到第一個系外星系，那就是仙女座，距離我們大約90萬光年。至此，銀河系的大小才塵埃落定。哈勃又進行了星系分類，把所有的星系劃分為了橢圓星系、旋渦星系、棒旋星系三種。我們的銀河系是屬於棒旋星系。

根據哈勃定律星系的退行速度V與距離D成正比：
$V=H\times D$(V=velocity 速度)

後來，斯里弗發現了譜線紅移，星系轉動和銀河系本動等現象，也是哈勃的得力助手之一。這樣，對於銀河系及河外星系的認識基本上告一段落了。省下的就是赫馬森開啟的對於宇宙的認識，目前的宇宙被認為是一直在運動變化的（在古代，宇宙是被認為永恆和不變的）。於是，宇宙膨脹學說開始登上舞臺。根據1927年勒梅特開啟的現代大爆炸宇宙學理論，當今的宇宙來源於一個奇點，並且一直在膨脹，而驅使膨脹的這個力，可能來源於暗物質。其實由於我們對於宇宙的認識也是階段性的，因此很多最先進的理論解釋，也都是假說，因為人類的認知就是一個不斷突破自我的過程。我希望我們也是一樣。