Как мы узнаем, как далеко Земля находится от Солнца?
Вы только что затронули один из важнейших вопросов астрономии, который вдохновил богато финансируемые экспедиции по всему миру.
К середине 1700-х годов законы движения планет Кеплера позволили нам определить расстояния между Солнцем и известными планетами. Проблема состоит в том, что все расстояния были в терминах расстояния между Землей и Солнцем: астрономическая единица (AU).
Если бы мы могли определить расстояние между Солнцем и любой планетой или расстояние между любыми двумя планетами в известных условиях, мы могли бы знать расстояния до чего-либо в Солнечной системе.
Астроном Эдмунд Халли (да, слава Кометы Галлея) понял, что наблюдения за Транзитом Венеры из многих мест по всему миру могут дать нам необходимое расстояние. Его метод был фактически усовершенствован, чтобы позволить астрономам использовать частичные наблюдения. Эта диаграмма показывает концепцию.
Два наблюдателя из широко разделенных мест измеряют прохождение Венеры через диск Солнца, как видно из их местоположений. Длительности наблюдаемых транзитов позволяют нам вычислить все стороны треугольников, показанных на этой диаграмме. Это не легко, потому что реальные углы очень малы. Оказывается, есть и много других проблем.
Транзиты Венеры — самые редкие предсказуемые события в астрономии. Они приходят парами, разделенными восьмью годами, каждая пара разделена более чем на столетие. Как показывает эта диаграмма, этот разрыв чередуется между 105,5 и 121,5 годами, а весь цикл занимает 243 года. У нас были телескопы достаточно длинные, чтобы наблюдать восемь проходов Венеры. Насколько нам известно, никто не наблюдал Транзит 1631 года; мы знаем только двух людей, которые наблюдали Транзит 1639 года.
Однако в 1760-х годах великие державы Европы финансировали экспедиции за пределы известного мира. Одна из них была основой первой экспедиции капитана Джеймса Кука в южную часть Тихого океана. Место его наблюдений на Таити до сих пор известно как Точка Венера.
Есть несколько невероятных историй из этих исследований, которые стоит прочитать. «Погоня за Венерой» Андреа Вульфа рассказывает некоторые из этих историй, и они являются предметом приключений.
Мы получили нашу первую приличную оценку AU на основе данных, собранных в 1761 и 1769 годах, и она была довольно близка к принятому в настоящее время значению.
В 1931 году наблюдения астероида 433 Эрос дали значение AU, которое до 1968 года считалось бы стандартной величиной. С тех пор мы использовали радар для повторных измерений расстояния между Землей и Венерой.
Как мы узнаем, как далеко солнце от земли?
Это было впервые выяснено той же Галлей, для которой названа комета, когда Холли докладывал Королевскому обществу в Англии в начале 1700-х годов. На самом деле это расстояние было необходимо для многих вещей, включая расчет скорости света. Подробности приведены в разделе Использование транзита Венеры для определения астрономической единицы: простой пример, но вкратце британцы знали, что, если они увидят Венеру перед Солнцем из двух отдаленных мест, они могут получить угол и длину стороны треугольник Это скажет им расстояние от Земли до Венеры. Исходя из этого, они могли использовать законы Ньютона (которые перекрывались с более старыми законами Кепплера), чтобы вычислить все расстояния для всех планет на основе их продолжительности года. (Они также могли бы определить размер Солнца со времени транзита и других полезных вещей.)
Поэтому им нужно было провести наблюдение из Англии и как можно дальше. Поэтому они отправили капитана Кука в южную часть Тихого океана. В этой поездке он также открыл для себя Новую Зеландию и потребовал Австралию для Англии. Расскажите о своей дополнительной прибыли от научных исследований! На рисунке ниже (по ссылке выше) Англия находилась на одном конце линии, а капитан Кук находился на расстоянии «d». Данные, для которых они решили, были тета. Это сразу же дало им расстояние Rearth — Rvenus или расстояние до Венеры. Ньютон дал нам формулы для орбит, основанные только на длине года и радиусе, поэтому мы уже знали относительный радиус Rearth / Rvenus, поэтому, зная Rearth-Rvenus, мы получили два уравнения с двумя неизвестными, которые должен решать любой старшеклассник, т. Е. Rearth / Rvenus = 1,4 и Rearth-Rvenus = 42 миллиона километров.
Параллакс используется для определения расстояний между удаленными объектами, например между Землей и Солнцем.
Начни с Птолемея. Он предположил, что зацикленное движение планет было связано с перемещением планет по орбитам.
Итак, приходит Коперник. Давай проведем большой ранний Ренессанс раунд для этого парня! Yaaay! Коперник понял, что зацикливание можно объяснить тем, что земля обгоняет другую планету. Таким образом, большой круг, отталкивающийся, соответствовал орбите планеты, а маленький, эпицикл, соответствовал орбите Земли. Птолемей проделал довольно хорошую работу по определению относительных размеров кругов, поэтому мы автоматически узнали относительный масштаб Солнечной системы.
Вместе с Кеплером были определены три закона движения планет. Его Третий закон был квадратом периода планеты, в годах равнялся кубу расстояния (относительно земли). Теперь можно было быть более точным.
Так что это похоже на карту США без масштаба. Если вы знаете, скажем, ширину Вайоминга, вы можете определить расстояния до каждого места. Если вы можете определить одно точное расстояние в Солнечной системе, у вас есть все.
Первый подход состоял в том, чтобы использовать транзиты Венеры для триангуляции ее расстояния. Это сработало, но не так, как хотелось бы. Позже, когда были обнаружены астероиды, некоторые, такие как Эрос, подошли очень близко к Земле и позволили гораздо более точную триангуляцию.
Теперь мы можем просто пинговать объекты с помощью радара и получать расстояния напрямую.
Как мы узнаем, как далеко солнце от земли?
Как мы узнаем, как далеко Земля находится от Солнца? 5 // 2019 переделано.
Это более интересный вопрос, чем можно подумать.
Изображение Венеры, предположительно с радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико.
Изображение кометы и астероида с того же радиотелескопа.
Если кто-то полагает, что приведенное выше изображение Венеры является правдоподобным из-за бесконечно малого сигнала, возвращаемого радиоспектром на таком расстоянии, то я уверен, что они доверяют НАСА / JPL и кому-либо еще за всю свою астрономическую информацию и, вероятно, должны прекратить читать…
Для тех, кто заинтересован в короткой экскурсии вне рамок агитпропа, давайте пересмотрим науку.
Первый метод: угол Аристарха. 
Этот метод иногда все еще преподается в колледжах сегодня. Академический угол имеет измеренный угол в 89 градусов и 51 минуту в минуту, то есть 89,85 градусов; это соответствует с. 400-кратное расстояние Луны, что дает современное измерение 93 миллиона миль. (Существует много технических трудностей при измерении этого угла из-за временных характеристик и увеличенного диаметра поверхности Солнца). * На диаграмме можно заметить, что углы основаны на точечной геометрии. Это эффективно превращает Солнце в точечный источник света, хотя его свет исходит от сотен тысяч миль поверхности звезды. Фактически, если бы Солнце было действительно 800 000 миль в диаметре . Угол Аристарха даже не мог бы существовать, поскольку Земля и Луна были бы одновременно перпендикулярны излучению солнечного света от его поверхности. Ошибка легко исправляется одним из двух способов. Причина, по которой «полумесяц» не выровнен с солнцем на небосводе, заключается в большом расстоянии Солнца. Он находится примерно в 27 градусах от основного солнечного орбитального аппарата, что означает: если бы Солнце было на 54 градуса больше, оно бы выровнялось. Это соответствует 108x размеру и расстоянию Луны или 28 000 000 миль в диаметре и 260 000 миль в диаметре, что является достаточно маленьким Солнцем для создания угла Аристарха, близкого к 90 градусам (и учитывает природу света от расширенного источника света). Другой способ понять это — помнить, что поверхность Солнца искривлена, поэтому при уменьшении визуального диаметра на 30% можно просто вычесть оставшиеся минуты дуги из центрального измерения до 89 градусов и 28 минут дуги (89,47 градуса); это сохраняет измерение точки, но модифицированный ангел (использующий весь диаметр Солнца) снова равняется 108x расстоянию Луны или 28 000 000 миль к Солнцу. Существует возможная разница в плюс три миллиона миль в отношении правильного измерения угла с помощью масштабной диаграммы.
2. Второй метод: параллакс.
Этот метод был впервые предложен сэром Эдмоном Галлеем в 1716 году. Тогда еще не было возможности сфотографировать фактический параллакс, поэтому они измерили его по времени транзита. У Галлея действительно было измерение c. 45 угловых секунд, но он согласился на другие измерения своих сверстников; более конкретно, те, которые ближе к 8,8 угловым секундам, которые ставят Солнце на расстоянии 93 миллионов миль. В 2012 году транзит Венеры был четко измерен для того, чтобы мир мог видеть сквозь фотографию и кино. Поразительно, это не было отклонением в 8,8 угловых секунд (это должно было быть 13 угловых секунд от их точек измерения), а скорее было c. 45 угловых секунд от c. 6000 миль базы через изогнутую поверхность земли между Норвегией и Австралией. В коротком видео очень ясно видно, что параллакс составляет около 3/4 от Венеры. 60 угловых секунд, а не просто его часть.
Движение Земли влияет только на длину транзита; поэтому, некоторые из более запутанной математики, используемой для определения расстояния до Солнца, не нужны. Преобразуйте визуальные 45 угловых секунд в радианы (то есть умножьте 45 на 1/3600 * pi / 180), что равно .000218; Затем разделите базу в 6000 миль по кривой земной поверхности от Норвегии до Австралии по радианам, и расстояние Солнца откроется: 6000 / .000218 = c. 28 000 000 миль. Меньшее базовое число может дать отклонение плюс три миллиона миль.
3. Третий метод: метод лунной фазы.
Принимая во внимание лунный звездный месяц, в среднем, гиббсовые стадии длиннее серповидных (это несколько скрыто из-за изменяющегося положения эллипса Луны, а также из-за солнечного фокуса синодического месяца) , Дополнительные степени ступеней гиббуса могут быть измерены и применены к почти круговой орбите Земли вокруг Солнца. При наложении эллипса Луны на орбиту Земли, уравнение касательной линии для круга может использоваться на расширенной гипотетической орбите Луны во времени. Фактическая орбита Луны выглядит как волновая картина относительно Солнца, но геометрия расположенного рядом эллипса будет математически работать для решения. С другой стороны, можно просто взять средний дополнительный прирост c. 13,5 градуса [создать диаграмму] в среднем за 14,8 дня фазирования гиббуса и выполнить буквальный расчет по дневной дисперсии звездного месяца Луны: 13,5 градуса = 24,55 часа дополнительной орбиты (13,5 градуса / 13,2 градуса <ежедневное сидерическое движение) >) x 2300 миль в час (орбитальная скорость Луны вокруг Земли) = 56,465 миль за дополнительную дисперсию; 56,465 миль / 14,8 дней гиббазирования = 3816 миль разницы за каждый день (это выигрыш от искривленной орбиты Земли). Следовательно, формула круга: 130x — это отношение к касательной линии 180 градусов, когда она находится под углом менее одного градуса (расстояние в один земной день), т.е. измеряет суточный прирост от орбитальной линии Земли, который также является относительным положением каждого «Полумесяц» [создать диаграмму]: 130 x 3816 = 496 080 миль за один день путешествия по Земле; 496 080 x 365,24 = 181 188 259 миль; разделить на 2 * pi = R c. 28 800 000 миль расстояние до Солнца. Измеренное усиление (в градусах) может иметь дисперсию c. два миллиона миль.
Очевидно, что есть много последствий, поскольку все относится к Солнцу как к базовому измерению. Новое измерение означает, что Венера и Марс по размеру ближе к Луне, чем к Земле; и что вся солнечная система (за исключением лун Юпитера, согласно правильному измерению их угловых диаметров) в три раза меньше, чем считалось, что только усугубляет искажения, которые уже существуют в космологии. Парсек теперь стал бы единственным световым годом; и следует повторить, что «галактики» — это не то, во что люди были склонны верить; то есть они не являются нелепо далекими «островными вселенными», которые кажутся чудесным образом ярче местных звезд. Похоже, что сегодня космология стала «сильным заблуждением» в оруэлловском обществе, которое не имеет ни малейшего представления, что оно смотрит на выдумки и тени.
Хорошо, спасибо за то, что вы пошли в обход «мира мечты» академически утвержденных «фактов».
Источник
Как далеко Земля от Солнца?
Солнце является самым крупным и центральным объектом Солнечной системы, а другие тела, такие как планеты, астероиды и кометы, вращаются по своим орбитам вокруг него. Расстояние от Земли до Солнца называется астрономической единицей (au или а.е.), которая также служит для измерения между другими объектами в нашей системе. А. е. равна 149,6 млн км или 149 597 870 700 метрам. Наша планета настолько удалена от Солнца, что солнечному свету требуется около 8 минут, чтобы достичь поверхности Земли, перемещаясь со скоростью 300 тыс км (299 792 458 метров) в секунду.
Эллиптическая орбита Земли
А. е. — это не точное расстояние, а лишь усредненный показатель, то есть расстояние от Земли до Солнца периодически меняется. Земля, как и большинство планет, движется вокруг Солнца по определенной траектории (орбите), делая полный оборот за 365,256 суток. Однако орбита Земли представляет из себя не совершенный круг, а имеет эллиптическую или овальную форму. В разное время года наша планета либо приближается, либо отдаляется от Солнца. В перигелии (между 2 и 5 января), Земля максимально близка к Солнцу — 147 098 291 км. В афелии, когда Земля дальше всего от Солнца (между 3 и 7 июля), расстояние между ними увеличивается до 152 098 233 км.
Исторические оценки расстояния
Еще в 250 году до нашей эры, древнегреческий астроном Аристарх стал первым человеком, который попытался определить расстояние между Солнцем и Землей, но его результат был примерно в 20 раз меньше современных измерений.
В 1653 году нидерландский ученный Христиан Гюйгенс оценил расстояние до Солнца с помощью фазы Венеры. Например, когда Венера наполовину освещена Солнцем, Земля, Солнце и Венера образуют прямоугольный треугольник. Затем он смог вычислить расстояние между Венерой и Землей, и с полученным расстоянием и углом, Гюйгенсу удалось высчитать расстояние от нашей планеты до Солнца. Однако способ Гюйгенса отчасти основывался на догадках, чем на науке.
Спустя 19 лет в 1672 году итальянский и французский астроном Джованни Кассини использовал параллакс для получения расстояния между Марсом и Землей. Затем, на основе полученных данных он вычислил расстояние от Земли до Солнца. Полученные результаты были довольно близки к современным измерениям, и составили 146 млн км.
Источник