Question

地外行星离地球那么远人们怎么计算出他的质量的？

Answer 1

请容我先形而上学，科学理论有两个可能不为人注意的特点。

1. 从地球上苹果掉落推算出的万有引力定律，却可以适用于整个可见宇宙，尽管人类目前还只能蜗居在地球。科学的翅膀远远大于我们可以达到的范围，细想起来也是挺奥妙的。

2. 科学理论可以在空间上拓展之外，彼此之间可以相互关联拓展，也就是间接测量。比如最常见的温度计，测定的是介质在不同温度下体积的变化；或者有热电偶，测定的是不同温度下金属电阻的变化，继而在通入一定电压下电压分布的变化。

有了这两点，其实楼主的逻辑也就不成了立。第一点无需来到地外行星附近，只需要应用科学的定律，就可以做出分析。第二点也就是对于测量天体质量，无需去打造一杆秤，或者一个行星级别的大水缸去利用阿基米德定律。至于具体的测量方法，我非常粗糙的梳理为四类吧：

1. 木星、土星这样拥有卫星并且可以精确测定卫星公转周期的天体。这个很简单，只需要利用万有引力定律和向心力的平衡就可以测定了。
   

2. 水星、金星这样没有卫星的天体——小行星引力摄动。也就是精确观测小行星轨道，发现他们轨道参数的细微变化（如近日点黄经的进动）来倒推出这两颗行星的质量。

3. 太阳系外行星，无法成像，但可以观测到其母星恒星轨道的摆动。这和第一条是类似的，只不过测定周期从对卫星直接成像变成了对于木星的多普勒红移的分析。

4. 太阳系外行星、无法成像，但通过凌星法观测到其母星光度的下降。通过凌星曲线的变化计算出其轨道和直径，至于密度可以通过推定是类木还是类地行星做一个大概的估计。