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1990年2月14日，旅行者1號在距離地球64億公里之外給地球拍了張照片。照片的名字叫“暗淡藍點”，這張照片里的地球如同一粒塵埃。
故宮里有件文物叫金嵌珍珠天球儀，這件國寶展示了一種上帝視角，不是站在地球看星空，而是透過宇宙看星空。它的觀測角度，比旅行者1號還要遠很多很多。
我們站在地球上，晚上一抬頭就會看到美麗的星星。除了太陽系內(nèi)部的幾顆行星外，大部分肉眼可見的星星都是其它星系的恒星。就像視頻中所看到的天球儀上鑲嵌的星星一樣，這些恒星距離我們非常遙遠，就算是跑得最快的光，到達我們也需要許多許多年的時間。那么，我們?nèi)绾螠y量這些星球到地球的距離呢？
1、視差法和秒差距
測量恒星的距離，最基礎(chǔ)的方法是三角視差法。
我們不妨先從一個簡單的例子說起。假如有一棵樹非常高，我們?nèi)绾尾拍軠y量出這個樹的高度呢？
首先我們觀察數(shù)根和樹梢，得出兩個觀察方向，并且測量它們的夾角。然后我們再測量出觀察點和樹之間的水平距離，根據(jù)三角形的知識，就可以求出樹的高度。
三角視差法基本原理與之類似。由于地球繞著太陽旋轉(zhuǎn)，一年中的不同時刻，從地球上觀察某個遙遠的星球，視線的方向是不同的，我們可以在冬天和夏天記錄觀察星球時的視線方向，并且測量兩個方向的夾角。
恒星的視差和秒差距長
我們知道，一個圓周角為360度，每度又可以分為60角分，每分又可以分為60角秒，于是一角秒就等于1/1296000圓周，是一個非常小的角度。假如冬天和夏天觀察同一顆恒星時，觀測方向夾角為2角秒，那么恒星與地球的連線和恒星與太陽連線的夾角就約等于一角秒，此時我們就稱恒星距離地球為一個秒差距（pc）。
我們再把日地距離寫作一個天文單位ua，把太陽（S）地球（E）和該天體（D）畫成一個三角形，根據(jù)三角形的關(guān)系可以計算出地球和天體之間的距離SD為一個秒差距，大約是1pc=206265ua，也就是接近于20萬個天文單位。
根據(jù)這種方法，人們測量了距離地球最近的恒星——比鄰星，它到地球的距離為1.3秒差距，大約相當于27萬個天文單位，銀河系中心到地球大約8000秒差距，大約相當于16億個天文單位。
2、開普勒三定律
可是，為了測量出具體的數(shù)值，我們還必須測量一個天文單位，也就是地球到太陽的平均距離到底是多少。這個問題又是如何測量的呢？
也許有同學說：我們可以發(fā)射一束激光到太陽上，等它反射回來，再測量時間差。這種方法是不行的，因為日地距離太遙遠了，我們發(fā)射的激光很難到達太陽。就算激光到達了太陽，反射光也會淹沒在巨大的太陽輻射光中，沒法分辨。
為了了解日地距離的測量方法，我們首先從一個天文學家——開普勒說起。
開普勒
開普勒是十七世紀德國的天文學家和數(shù)學家。當時普魯士皇帝魯?shù)婪蚨赖挠锰煳膶W家是從丹麥來的第谷，而開普勒是第谷的助手。第谷死后，開普勒致力研究第谷留下的海量天文觀測數(shù)據(jù)，寫成了巨著《新天文學》。
在《新天文學》以及相關(guān)著作中，開普勒提出了著名的行星運動三大定律：
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