这个问题看似简单，其实涉及一系列非常专业的天文学问题。
我希望用最通俗的语言让你了解天文学家们是怎么知道遥远恒星质量与体积的，本文中会涉及一些数学和天体物理学公式，你看看就好，它仅代表最终数据是计算而来，而不是科学家们瞎忽悠的数字。
（太阳系星球与已发现的巨型恒星体积比较图，其中许多巨型恒星只是示意，并不代表这是它真实的样子，它们更有可能只是一团不规则的气体云）
太阳的质量与体积
我们最熟悉的恒星莫过于太阳了，它离我们最近。太阳的光线只需要8分19秒就可以到达地球，温暖万物，给地球带来光明与生机。
太阳的质量大约为1.989×1030千克，它的体积大约为1.412×1018立方千米。这些数据是如何计算出来的呢？
首先我们引入一个“引力常数”的概念，它又称为“重力常数”或“万有引力常数”。它是牛顿万有引力定律中的关键数，用G来表示：
G= 6.67408×10-11m3· kg-1·s-2
在牛顿定律中，比例常数将两个物体之间的引力与它们的质量和它们的距离的倒数平方联系起来：
因为地球在椭圆轨道围绕太阳运行，它与太阳之间存在引力关系，当我们已知地球的质量和引力常数后，就可以根据以下公式推算出太阳的质量：
太阳体积同样建立在我们对太阳的精确观测与计算上。
在天文学中，天体的大小通常根据从地球看到的角直径给出，而不是它们的实际尺寸。由于这些角直径通常较小，因此通常以弧秒（"）表示它们。弧秒是1 度（1°）的1/3600，一个弧度大约是206265弧秒（请注意：一个弧度不等于1°）。
当我们从地球上观测太阳，它的上边缘与下边缘之间存在一个视角差，随着一年间地球与太阳距离的不同，太阳的角直径大约在29'20”~34'6”之间变化。
当我们知道地球与太阳之间的距离时，就可以通过角直径计算公式得出太阳的直径，进而计算出太阳的体积了。
有了太阳做参照，天文学家们就可以更进一步，去测量遥远恒星的体积与质量。
恒星距离的测量
也许你已经注意到了一个关键的因子，这就是我们与遥远恒星的距离，如果说我们与太阳之间的距离相对比较近，通过太阳照射在地面上的光影就可以测量，那么对几光年甚至数亿光年之外恒星的观测就需要更多的手段才能完成。
一般来说，天文学家计算遥远恒星的距离通常会采用三角视差测距、角直径距离、亮度距离、光线行进距离、横向移动距离等多种测量和计算方法，同时将其与光谱以及光谱红移现象间的关系进行互相印证，来判定最后的计算结果。
三角视差测距是最常用的一种恒星距离测量方法。
它利用的是地球围绕太阳半年间运转直径达到2倍日地距离的方法来观察同一颗遥远恒星，通过视差的角度来计算距离。
亮度测量法通常需要在宇宙中找一些已知亮度的星体，将其作为“标准蜡烛”，将待测定的恒星亮度与之比较，使用平方反比定律计算到物体的距离。
这种方法的好处是当“标准蜡烛”的校准非常可靠时，测定恒星距离会变得很方便。但它带来的问题恰恰也在这一点上，鉴于星际空间以及被观测恒星本身物质构成的复杂情况，我们观测到的亮度往往是不准确的。所以它需要与其它观测手段互相印证，才能得出相对可信的数据，否则将产生严重的错误。
恒星体积的计算。
当我们有了与太阳的距离、以及太阳直径的精确测量，现在又知道了与遥远目标恒星的距离，这样就可以通过测量观测恒星上下边缘的视角差，来推算出这颗恒星的大小。
大多数恒星的圆盘的角度尺寸太小，无法用现有的地面光学望远镜观察到，因此需要干涉仪望远镜才能产生这些物体的图像。
另一种测量恒星角度大小的技术是通过掩星，也就是当已知直径的一颗行星或者小行星掠过目标恒星前方时，通过计算它掩盖恒星光芒的时间来测算出恒星的直径，进而推算出目标恒星的体积。
恒星质量的推算
我们知道了恒星的距离、体积，还需要通过判断恒星的年龄来推算它的质量。因为有些恒星看起来十分巨大，但它已近暮年，处于红巨星阶段，这时候就不能简单地以太阳的质量乘以体积的倍数去计算恒星的质量。
（红巨星很大，但大部分都是稀薄的高温气体）
换个说法也许更加容易理解：当我们的太阳50亿年后即将走完它的生命历程，它会变成一颗红巨星，届时太阳的直径将比现在大200到250倍。但由于在这50亿年的时间里太阳会将30%的质量转化为能量辐射到太空中，所以那时候的太阳要比今天轻70%。太阳的体积增大，但质量反而变小了，其它的恒星也是如此。
（低质量恒星与大质量恒星的演化过程）
所以计算恒星的质量还需要用到光谱技术，这样可以判断恒星的年龄。
宇宙中绝大多数的恒星都主要由氢和氦两种元素构成，通过光谱分析这两种元素在目标恒星中的比例，就可以大致知道恒星的年龄（大多数恒星的年龄在10亿到100亿之间，有些甚至可能接近138亿年），再跟其体积相比对，就可以计算出恒星的质量。当然天文光谱学是一门复杂的课程，我无法用几百个文字来让你明白其中深奥的道理，你只需要知道它在天文观测中的重要性就可以了。
（太阳的可见光光谱）
总结：
天文学家和物理学家们通过精确的观测、科学的计算，得出数亿光年甚至几十亿光年外恒星的体积和质量，同时他们还通过恒星辐射出各种光谱来分析它们的年龄和元素组成，这些都将帮助我们更多地了解宇宙。有些朋友因为不了解，总觉得天文学家们都是大忽悠，他们关于恒星的年龄、距离、大小、质量和成分都是猜的。
读完了本文，你应该明白了天文学是一门极其精密的科学，它建立在精确的观测和计算基础上，来不得半点马虎。
