Расстояние между Землей и Солнцем
Попытки рассчитать расстояние от Земли до Солнца и прогнозировать связанные с ним явления начали предпринимать в Древней Греции. Тогда были произведены приблизительные вычисления, которые стали основой для последующего развития астрономической науки. Современным ученым уже доступны технологии, которые позволяют определять расстояние до Солнца с погрешностью до нескольких долей сантиметра.
Точное расстояние на сегодняшний день
Расстояние между центрами Земли и Солнца принято считать равным 149 597 870 км, но этот показатель условен. Планета совершает движение по эллиптической орбите, поэтому ее удаленность от звезды постоянно меняется.
Понятие астрономической единицы
Расстояние, на которое удалено Солнце от Земли, называют астрономической единицей. С ее помощью принято совершать измерения дистанций между космическими объектами. Русское обозначение единицы — а.е., в международном формате — au.
Решением Международного астрономического союза с 2012 г. астрономическая единица привязана к Международной системе единиц (СИ) и равна 149 597 870 700 м. Данный показатель используется для вычислений, не требующих высокой точности. В ином случае рассчитывается величина для нужного момента времени.
Современные технологии космической отрасли позволяют определять величину астрономической единицы с высокой точностью. Наблюдая за изменениями ее значения, в 2004 г. российские ученые Г. Красинский и В. Брумберг обнаружили, что Земля и Солнце расходятся. Постепенное отклонение объектов незначительно и составляет около 15 см ежегодно. Причина явления пока не установлена, но выдвинуто много интересных гипотез.
Влияние приливов и отливов на дистанцию
По мнению команды японского астрофизика Такахо Миура, расхождение рассматриваемых космических объектов объясняется приливным взаимодействием. Невзирая на малые размеры планеты относительно Солнца, она должна порождать в теле звезды приливы, т. к. более близкие участки светила притягиваются немного сильнее, чем дальние. Подобные приливы передвигаются по поверхности и тормозят вращение объекта. Поскольку полный момент импульса системы Земля-Солнце сохраняется, происходит незначительное расширение гелиоцентрической орбиты.
Афелий и перигелий
Афелий и перигелий характеризуют максимальный и минимальный параметры удаленности Земли от звезды. Это связано с эллиптической формой орбиты Земли.
Афелий, или апогелий — это дальняя точка гелиоцентрической орбиты Земли, которая удалена от Солнца на 152 098 233 км. Термином «афелий» астрофизики называют точку гелиоцентрической орбиты любого космического тела, которая находится максимально далеко от нашей звезды. Земля максимально отдаляется от Солнца в период с 3 по 7 июля.
Соответственно, перигелий — ближайшая точка, которая располагается на расстоянии 147 098 291 км от звезды. Земля ежегодно проходит эту отметку со 2 по 5 января.
Измерения расстояния до Солнца в Древней Греции
Древнегреческие ученые стали первопроходцами в вопросе определения расстояния от Земли до Солнца. В то время они располагали лишь простым инструментарием и геометрическими методами.
Предположения Аристарха Самосского
Основой для его вычислений стало предположение, что шарообразная Луна отражает солнечный свет. Когда она будет располагаться в половине фазы, можно провести прямой угол Земля-Луна-Солнце. При этом сторона Земля-Луна является катетом, а Земля-Солнце — гипотенузой. Согласно идее Аристарха, расстояние до звезды выражается отношением катета к гипотенузе и составляет 1:19. Данный результат отличается от действительных значений в 20 раз, что связано с неточными расчетами. Аристарх брал за основу данные визуальных наблюдений, что всегда чревато большими погрешностями.
Измерения Гиппарха Никейского
Величайшим астрономом античности называли Гиппарха Никейского — древнегреческого математика II в. до н.э. Он привнес в астрономические вычисления более точные методы древневавилонских исследователей.
Фундаментом метода Гиппарха стало понимание причины лунных затмений, заключающейся в том, что спутник оказывается в тени нашей планеты. При этом тень имеет коническую форму с вершиной, расположенной ближе к Луне. Применив простейшие измерительные инструменты, астроном вычислил радиусы исследуемых объектов. Используя правила подобия треугольников, он смог определить удаленность Солнца. Полученное значение составило 382 тыс. км. Результаты Гиппарха были признаны самыми точными за период древней истории.
Расчеты Нового времени
Исследователи Нового времени подошли к расчетам космических расстояний более скрупулезно. Большинство их трудов обладали высокой точностью и признаны научными кругами тех лет.
Метод прямоугольных треугольников Кристиана Гюйгенса
Нидерландский ученый Кристиан Гюйгенс в 1653 г. предпринял попытку произвести собственные расчеты. Его методика оказалась похожа на подход Аристарха Самосского. Гюйгенс также применил метод исследования прямоугольного треугольника, только для системы Земля-Венера-Солнце. Случайно угадав величину Венеры, он произвел вычисления. Научные круги не восприняли измерения астронома всерьез, посчитав их догадкой.
Измерения Кассини и Рише
В 1672 г. Джованни Кассини, находясь в Париже, проводил наблюдения за движением Марса по звездному небу. Аналогичные исследования он поручил своему помощнику Жану Рише, отправив коллегу в Гвиану.
Для измерений Кассини использовал расположение звезд, окружающих Марс, а затем сопоставил данные с наблюдениями Рише. Ученому удалось определить длину отрезка Земля-Марс, на основе которой он смог вычислить дистанцию Земля-Солнце. Астроном использовал научные методы, благодаря чему результаты его работы были признаны.
Метод параллакса
В своих экспериментах Кассини и Рише использовали явление параллактического смещения — видимого изменения положения космического тела относительно фоновых объектов, отдаленных от него на некоторое расстояние. Смещение становится очевидным, когда наблюдатель меняет точку обзора.
Метод стандартных свечей
Посредством тригонометрических параллаксов определяются расстояния до близких космических объектов. Для измерения дистанций тел, удаленных на большое расстояние, применяется метод стандартных свечей. Он учитывает правило, согласно которому освещенность уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния.
В качестве стандартных свечей выступают звезды. Поскольку светила с идентичной температурой и размерами излучают одинаковую энергию, однотипные звезды используются для определения расстояний. Зная удаленность и величину энерговыделения Солнца, можно вычислить расстояние до похожих звезд.
Исследования Новейшего времени
Технологии Новейшего времени произвели революцию в астрономических исследованиях, позволив получить максимально точные данные о расстояниях в космосе.
Метод радиолокации
Измерение расстояния с помощью радиолокации базируется на передаче импульсов к небесному телу. Отправленные волны отражаются от объекта и возвращаются. После этого анализируется их интенсивность и время движения, на основании чего рассчитывается пройденная дистанция.
Сложность использования метода радиолокации состоит в том, что интенсивность волн уменьшается обратно пропорционально четвертой степени расстояния до изучаемого объекта. Для решения задачи приходится создавать мощные передатчики и большие антенны. Но затраты оправдываются высокой точностью полученных данных. Погрешность составляет несколько километров.
Определение дистанции лазером
Принцип лазерной локации идентичен радиоволновому методу. Мощный передатчик направляет к небесному телу световой луч, который отражается от него и возвращается на Землю. Интенсивность и время его прохождения учитываются при расчете расстояния.
Данный метод отличается высокой точностью и позволяет получать данные с погрешностью до нескольких долей сантиметра, но для реализации метода требуется технологически сложное и дорогостоящее оборудование.
Единицы измерения космических расстояний
Для оперирования гигантскими космическими расстояниями земные меры не подходят. В астрономии существуют три главные единицы измерения:
- Астрономическая единица — составляет 149,6 млн км.
- Световой год — составляет около 9 460 730 472 580 800 м и представляет собой пройденное световой волной за юлианский год расстояние.
- Парсек — примерно равен 3,26 светового года и определяется как дистанция, с которой радиус орбиты Земли виден под углом в 1 секунду дуги. Данная мера применяется профессиональными астрономами вместо светового года.
Астрономическая единица используется для вычисления дистанций в пределах Солнечной системы, а световой год и парсек — для оценки межзвездных космических расстояний.
Источник
Каким термином характеризуется расстояние от земли до солнца выберите один
Тесты по астрономии 11 класс. Тема: «Солнце»
Правильный вариант ответа отмечен знаком +
1. Наша звезда Солнце является:
а.) Красным гигантом
+ с.) Желтым карликом
2. Каким термином характеризуется расстояние от Земли до Солнца?
+ в.) Астрономическая единица
3. Масса Солнца…
а.) Равна массе всех планет Солнечной системы
+ в.) Больше массы всех планет Солнечной системы
с.) Меньше всех планет Солнечной системы
4. Какие земные явления зависят от Солнечной активности?
а.) Землетрясения, бури, многочисленные катастрофы техногенного характера
в.) Землетрясения, ураганы, торнадо
+ с.) Магнитные бури, полярное сияние и повышение уровня ионизации в верхних слоях атмосферы
5. За счет чего Солнце излучает энергию?
6. Назовите имя ученого, доказавшего движение планет вокруг Солнца:
+ а.) Николай Коперник
в.) Джордано Бруно
с.) Галилео Галилей
7. Какова примерная температура ядра Солнца?
8. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют:
9. Какой вид излучения не относится к Солнцу?
а.) Солнечная радиация
тест 10. Какую долю (примерно) в элементном составе Солнца занимает водород?
11. Химический состав Солнца это:
+ а.) Водород, гелий, кислород, прочие элементы
в.) Водород, кислород, прочие элементы
с.) Водород, гелий
12. В каком направлении Солнце обращается вокруг своей оси?
а.) Вращение отсутствует
в.) Вращение осуществляется только отдельными слоями
+ с.) По направлению, в котором планеты движутся вокруг Солнца
13. Каким термином обозначается видимая для наблюдателя поверхность Солнца?
14. Выберите правильное определение «солнечного ветра»:
а.) Выброс вещества, находящегося в Солнечной короне
в.) Последняя из внешних оболочек Солнца
+ с.) Поток, состоящий из ионизированных частиц и распространяющийся до границ гелиосферы
15. Последний этап жизни Солнца называется:
а.) Нейтронная звезда
в.) Красный гигант
16. Назовите примерный возраст Солнца:
17. В какой области галактики Млечный Путь находится Солнце?
+ с.) Окраина рукава Ориона
18. Назовите научную миссию, занимающуюся изучением Солнца:
19. Как ученые называют фотосферные пятна, похожие на рисовые зерна:
в.) Солнечные пятна
тест-20. Какой из перечисленных терминов определяет холодные области, расположенные на яркой фотосфере?
21. Существует ли у Солнца магнитное поле?
с.) Нет достоверных данных
22. Источник энергии Солнца это:
а.) Реакции химического характера
+ в.) Термоядерные реакции синтеза (легких ядер)
23. Как называются массы звездного газа, поднимающиеся на сотни тысяч километров над поверхностью Солнца?
24. Цикл солнечной активности составляет:
25. Если на поверхности Солнца увеличивается количество пятен, то блеск звезды:
а.) Будет колебаться
+ с.) Почти не изменится
26. Определите, за сколько времени сжалось бы Солнце, если бы на нем вдруг исчезла сила газового давления:
27. Сколько планет обращается вокруг Солнца?
28. Вокруг чего движется Солнце?
а.) Только собственной оси
+ в.) Вокруг центра Галактики Млечный Путь
с.) Вокруг планеты Земля
29. Линейная скорость Солнца на экваторе составляет:
тест_30. Дайте верное определение понятию «солнечное пятно»:
а.) Вулканы на поверхности Солнца
+ в.) Области, имеющие пониженную температуру
с.) Кратеры от ударов малых небесных тел
31. При помощи, какой методики можно определить температуру на поверхности Солнца?
в.) Законов Кеплера
+ с.) Солнечного спектра
32. Назовите величину мощности излучения, приходящуюся на 1 кг Солнечного вещества?
33. За сколько суток происходит оборот Солнца вокруг собственной оси вблизи экватора?
34. Укажите среднюю плотность Солнца:
35. Когда для наблюдателя наступает солнечное затмение?
+ а.) Если Луна располагается между Солнцем и Землей
в.) Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей
с.) Нет правильного ответа
36. Назовите звезду, являющуюся наиболее близкой к Солнцу:
в.) Альфа Центавра
+ с.) Проксима Центавра
37. Звезда, наиболее близкая к планете Земля, называется:
в.) Венера («Утренняя звезда»)
с.) Полярная звезда
38. Согласно современным данным, Солнце и другие звезды сформировались из:
+ а.) Газопылевого облака
в.) Большого взрыва
с.) Остатков других звезд и планет
39. В звезду какого типа превратится Солнце в процессе старения?
+ в.) Красный гигант
с.) Красный карлик
тест*40. В ходе каких процессов на Солнце происходят космические лучи и корпускулярные потоки?
а.) при солнечном ветре
+ в.) при хроматосферных вспышках
с.) при конвекционном движении
41. Основные элементы структуры хромосферы Солнца:
+ а.) Водород, кальций, гелий
с.) Водород, гелий
42. Укажите элементы, составляющие атмосферу Солнца:
+ а.) Корона, фотосфера
с.) Солнечный ветер
43. Благодаря наличию чего в клетках растений возможен процесс фотосинтеза?
44. Дайте определение линии на диске спутника или планеты, которая отделяет освещенное (т.н. «дневное») полушарие от темного («ночного»):
45. Дайте определение понятию эклиптика:
+ а.) Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно других звезд
в.) Движение Солнца вокруг собственной оси
с.) Расположение Солнца относительно планеты Земля
46. Выберите точное определение термина «хромосфера»:
а.) Внутренняя часть атмосферы Солнца, размер которой составляет порядка нескольких тысяч километров и доступен для наблюдения с Земли в ходе солнечного затмения, излучающая красный свет за счет наличии водорода
+ в.) Внешняя область Солнца, которую мы можем наблюдать как разреженный газовый слой, разогретый до температуры примерно 6000 К, из которого осуществляется излучение энергии в космос
с.) Внешняя атмосфера Солнца, располагающаяся над хромосферой, в состав которой входит горячий газ, простирающийся на миллионы километров относительно Солнца, который можно наблюдать в ходе полного солнечного затмения
47. На какой из нижеприведенных фотографий изображена солнечная корона?
48. Выберите из представленных изображений соответствующее протуберанцу:
49. Что, по мнению ученых, является причиной сильных выбросов материи на Солнце?
а.) Наличие сильных магнитных полей, расположенных около солнечных пятен +
в.) Короткопериодические, большие по объему взрывные выбросы вещества и света
с.) Большая масса яркого газа, который поднимается на сотни тысяч километров над т.н. лимбом (видимым краем диска Солнца)
Источник