Co To Jest jednostka astronomiczna?

jeśli chodzi o zajmowanie się kosmosem, my ludzie lubimy robić rzeczy w znajomy sposób. Badając egzoplanety, klasyfikujemy je na podstawie ich podobieństw do planet w naszym Układzie Słonecznym – tj. ziemskich, gazowych olbrzymów, wielkości Ziemi, Jowisza, Neptuna itp. Przy pomiarze odległości astronomicznych robimy to samo.

na przykład, jednym z najczęściej używanych środków pomiaru odległości w przestrzeni jest znana jako jednostka astronomiczna (AU). Opierając się na odległości między Ziemią a Słońcem, jednostka ta pozwala astronomom scharakteryzować ogromne odległości między planetami słonecznymi a słońcem oraz między planetami pozasłonecznymi i ich gwiazdami.

definicja:

zgodnie z obecną konwencją astronomiczną, pojedyncza jednostka astronomiczna jest równoważna 149,597,870.7 km (lub 92,955,807 Mil). Jest to jednak średnia odległość między Ziemią a słońcem, ponieważ ta odległość podlega zmianom w okresie orbitalnym Ziemi. Innymi słowy, odległość między Ziemią a Słońcem zmienia się w ciągu jednego roku.

orbita Ziemi wokół Słońca, pokazująca jej średnią odległość (lub 1 AU). Źródło: Huritisho/Wikipedia Commons

w ciągu roku Ziemia przechodzi z odległości 147 095 000 km (91 401 000 mi) od Słońca w peryhelium (jego najbliższy punkt) do 152 100 000 km (94 500 000 mi) w aphelion (jego najbliższy punkt). najdalszy punkt) – lub z odległości od 0,983 aus do 1,016 AUS.

historia rozwoju:

najwcześniejszy odnotowany przykład astronomów szacujących odległość między Ziemią a Słońcem pochodzi z czasów antycznych. W III wieku p. n. e.prace nad rozmiarami i odległościami słońca i księżyca – co przypisuje się greckiemu matematykowi Arystarchusowi z Samos – oszacowano odległość między Ziemią a Księżycem na 18-20 razy większą.

jednak jego współczesny Archimedes, w swoim dziele Sandreckoner z III wieku p. n. e., twierdził również, że Arystarch z Samos umieścił odległość 10 000 razy większą od promienia Ziemi. W zależności od wartości dla obu zestawów szacunków Arystarch był mniejszy o współczynnik około 2 (w przypadku promienia Ziemi) do 20 (odległości między Ziemią a Księżycem).

najstarszy chiński tekst matematyczny – Traktat z I wieku pne znany jako Zhoubi Suanjing – zawiera również oszacowanie odległości między Ziemią a Słońcem. Według anonimowego Traktatu odległość można było obliczyć, przeprowadzając pomiary geometryczne długości cieni w południe, tworzonych przez obiekty rozmieszczone w określonych odległościach. Jednak obliczenia opierały się na założeniu, że Ziemia jest płaska.

Ilustracja ptolemejskiej geocentrycznej koncepcji wszechświata, autorstwa Bartolomeu Velho (?-1568), z jego pracy Cosmographia, made in France, 1568. Kredyt: Bibilotèque nationale de France, Paris

znany matematyk i astronom z II wieku n. e.Ptolemeusz opierał się na obliczeniach trygonometrycznych, aby opracować oszacowanie odległości, które było równoważne 1210 razy promienia Ziemi. Korzystając z zapisów zaćmień Księżyca, oszacował pozorną średnicę Księżyca, a także pozorną średnicę stożka cienia Ziemi przemierzanego przez księżyc podczas zaćmienia Księżyca.

korzystając z paralaksy Księżyca, obliczył również pozorne rozmiary słońca i księżyca i doszedł do wniosku, że średnica Słońca jest równa średnicy Księżyca, gdy ten ostatni znajduje się w największej odległości od Ziemi. Dzięki temu Ptolemeusz osiągnął stosunek odległości słońca do księżyca wynoszący około 19 do 1, taką samą liczbę uzyskał Arystarch.

przez następne tysiąc lat szacunki Ptolemeusza dotyczące odległości Ziemia-Słońce (podobnie jak większość jego nauk astronomicznych) pozostaną kanonem wśród średniowiecznych astronomów Europejskich i islamskich. Dopiero w XVII wieku astronomowie zaczęli ponownie rozważać i korygować jego obliczenia.

było to możliwe dzięki wynalezieniu teleskopu, a także trzem prawom ruchu planet Keplera, które pomogły astronomom obliczyć względne odległości między planetami a Słońcem z większą dokładnością. Mierząc odległość między Ziemią a innymi planetami słonecznymi, astronomowie byli w stanie przeprowadzić pomiary paralaksy w celu uzyskania dokładniejszych wartości.

dzięki technice paralaksy astronomowie obserwują obiekt na przeciwległych końcach orbity Ziemi wokół Słońca, aby dokładnie zmierzyć jego odległość. Autor: Alexandra Angelich, NRAO/AUI / NSF.

do XIX wieku oznaczenia prędkości światła i stałej aberracji światła doprowadziły do pierwszego bezpośredniego pomiaru odległości Ziemia-Słońce w kilometrach. W 1903 roku termin „jednostka astronomiczna” pojawił się po raz pierwszy. Przez cały XX wiek pomiary stawały się coraz bardziej precyzyjne i wyrafinowane, częściowo dzięki dokładnym obserwacjom efektów teorii względności Einsteina.

Współczesne zastosowanie:

do lat 60.rozwój bezpośrednich pomiarów radarowych, telemetrii i eksploracji Układu Słonecznego za pomocą sond kosmicznych doprowadził do precyzyjnych pomiarów pozycji wewnętrznych planet i innych obiektów. W 1976 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) przyjęła nową definicję podczas XVI Zgromadzenia Ogólnego. Jako część ich systemu stałych astronomicznych, nowa definicja stwierdziła:

„astronomiczną jednostką długości jest ta długość (a), dla której stała grawitacyjna Gaussa (k) przyjmuje wartość 0.01720209895, gdy jednostkami miary są astronomiczne jednostki długości, masy i czasu. Wymiary k2 są wymiarami stałej grawitacji (G), tj. L3M-1T–2. Termin „odległość jednostkowa” stosuje się również w odniesieniu do długości A.”

w odpowiedzi na rozwój hiper-precyzyjnych pomiarów, Międzynarodowy Komitet Miar i Wag (CIPM) postanowił zmodyfikować Międzynarodowy System jednostek (SI) w 1983 roku. Zgodnie z tym, przedefiniowali licznik, który ma być mierzony pod względem prędkości światła w próżni.

Infografika porównująca orbitę planety wokół Proximy Centauri (Proxima b) z tym samym regionem Układu Słonecznego. Kredyt: ESO

jednak w 2012 roku IAU stwierdziło, że wyrównanie względności sprawiło, że pomiar AUs był zbyt złożony i przedefiniowało jednostkę astronomiczną pod względem metrów. Zgodnie z tym pojedynczy AU jest równy dokładnie 149597870,7 km (92,955807 milionów mil), 499 sekund świetlnych, 4,8481368×10-6 parseka lub 15,812507×10-6 roku świetlnego.

obecnie AU jest powszechnie używane do pomiaru odległości i tworzenia modeli numerycznych dla Układu Słonecznego. Jest również stosowany przy pomiarach układów pozasłonecznych, obliczaniu zasięgu chmur protoplanetarnych lub odległości między planetami pozasłonecznymi a ich gwiazdą macierzystą. Pomiary odległości międzygwiezdnych są zbyt małe, aby umożliwić wygodne pomiary. W związku z tym inne jednostki – takie jak Parsek i rok świetlny – są oparte na.

wszechświat to ogromne miejsce, a pomiar nawet naszego małego zakątka daje zdumiewające wyniki. Ale jak zawsze, wolimy wyrażać je w sposób, który jest jak najbardziej odpowiedni i znajomy.

napisaliśmy wiele ciekawych artykułów o odległościach w Układzie Słonecznym tutaj w Universe Today. Jak daleko są planety od Słońca? Jak daleko od słońca jest Merkury? Jak daleko jest Wenus od Słońca? Jak daleko jest ziemia od Słońca? Jak daleko jest Mars od Słońca? Jak daleko jest Jowisz od Słońca? Jak daleko jest Saturn od Słońca?, Jak daleko jest Uran od Słońca? Jak daleko jest Neptun od Słońca? Jak daleko jest Pluton od Słońca?

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat orbity Ziemi, zajrzyj na stronę NASA poświęconą eksploracji Układu Słonecznego.

nagraliśmy również odcinek obsady Astronomicznej poświęcony pomiarom odległości w astronomii. Posłuchaj, Odcinek 10: mierzenie odległości we wszechświecie.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *