Какое расстояние от Солнца до планеты Земля — минимальное, максимальное и среднее
Люди с древности пытались оценить расстояние, отделяющее Землю от Солнца. Но только в Новое время ученые справились с этой задачей.
Так как орбита Земли является эллипсом, а не окружностью, то и дистанция между ней и светилом непостоянна. Расстояние от Земли до Солнца меняется от минимального значения — 147,1 млн км (0,983 a.e.) до максимального — 152,1 млн км (1,017 a.e.). Среднее расстояние между нашей планетой и звездой составляет 149,6 млн км (1 a.e.). Эту величину в астрономии традиционно используют как единицу измерения расстояний. Её так и называют – астрономическая единица.
Появление астрономической единицы связано с тем, что определять относительные расстояния между планетами проще, чем абсолютные. С появлением гелиоцентрической картины мира было определено, например, что радиус венерианской орбиты равен 0,72 от радиуса земной. Однако для перевода относительных расстояний в абсолютные (то есть в метры и километры) необходимо было как-то измерить один из «космических» размеров. С этой задачей справился Джованни Кассини в 1672 г. Он смог оценить параллакс Марса и из этого получил, что астрономическая единица равна 140 млн км.
В дальнейшем расстояние до Солнца уточнялось при наблюдениях за Венерой, а в 1901 году использовался сближающийся с Землей астероид Эрос. Наконец, с изобретением радиолокации точность измерений выросла, и в 1962 г. была получена цифра 149 598 100 км с погрешностью ±750 км.
Стоит отметить, что со временем наша планета постепенно удаляется от Солнца, в среднем на 15 метров каждые 100 лет. Причиной этого является уменьшение массы Солнца из-за солнечного ветра и протекающих в ядре звезды термоядерных реакций. В результате уменьшения массы светила её гравитация ослабевает, и планеты (не только Земля) переходят на более отдаленные орбиты. Однако на положение орбит влияет не только изменение массы Солнца, но и гравитация других планет. Например, когда-то Нептун был ближе к звезде, чем Уран, но гравитация Юпитера и Сатурна отодвинула его на окраину Солнечной системы.
Список использованных источников
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
Как астрономы измерили расстояние от Земли до Солнца?
Как астрономы вычислили расстояние от Солнца до нашей планеты, размер Солнца, или скорость движения Земли по орбите вокруг него? Очевидно, что ответ на один из этих вопросов объяснит и другие. Но как можно найти ответ на первый?
В первую очередь, чтобы вычислить расстояние Земля-Солнце (обозначим A ) необходимо найти относительные расстояния между Землёй и другими планетами.
Рассмотрим орбиту Венеры. В первом приближении орбиты Венеры
и Земли представляют собой идеальные круги вокруг Солнца, причём находящиеся в одной плоскости.
Взгляните на рисунок ниже:
По схеме становится ясно, что есть две точки, в которых угол Солнце-Венера-Земля составляет 90° . В этих точках угловое расстояние между Венерой и Солнцем достигает максимально возможного значения,
при наблюдениях с Земли.
Если посмотреть на движение Венеры относительно Солнца, то можно заметить, что она сначала отдаляется до определённого предела, а затем снова начинает двигаться к Солнцу.
Зная угол Солнце-Земля-Венера (обозначим e ) по тригонометрическим формулам несложно определить расстояния:
Земля-Венера = A x cos ( e )
Венера-Солнце = A x sin ( e )
Максимальное угловое расстояние Солнце-Венера 46° . Отсюда расстояние Солнце-Венера составляет 72% расстояния Солнце-Земля.
Попытки вычислить расстояние Земля-Солнце предпринимались с древних времён
Первым из известных людей, применивших геометрию для оценки расстояния Земля-Солнце был древнегреческий астроном Аристарх Самосский (310-230 гг. до н.э.). Принцип его рассуждений был верен , однако измерения оказались ошибочны .
Ещё один древнегреческий учёный Эратосфен (276-194 гг. до н.э.) выражал вычисленное значение в древних единицах измерения — стадиях . Однако из-за разногласий в пересчётах стадия в метры невозможно наверняка утверждать о верности полученных им результатов.
Первое точное и научно обоснованное измерение расстояния Земля-Солнце выполнил итальянский астроном Кассини в 1672 по движению Марса. 100 лет спустя серия наблюдений за Венерой дала ещё более точное значении.
С 1961 года расстояние до Венеры можно определить непосредственно, применяя радиолокацию
Серия радиоволн передаётся с Земли, отражается от поверхности Венеры и возвращается обратно. По времени прохождения волн измеряется расстояние. Известно, что радиоволны распространяются со скоростью света.
Как упомянуто вначале, зная расстояние Земля-Солнце можно рассчитать остальные параметры.
Солнце, как можно наблюдать с нашей планеты, имеет угловой радиус около 0,5°. Диаметр Солнца можно вычислить через A:
2 x Rsun = tan (0,5°) x A
Зная время, затраченное Землёй на один оборот вокруг Солнца (P = 1 год) и расстояние пройденное за этот период ( 2πA , орбита Земли практически круговая) можно рассчитать среднюю орбитальную скорость:
Источник
Каково расстояние до нашего светила?
С раннего детства все знают о том, что Солнце – это звезда, которая находится очень далеко от нашей планеты и представляет собой огромный раскаленный шар. А вот на вопрос о том, каково расстояние от Солнца до Земли ответить могут лишь единицы.
Одной из причин этого является то, что когда мы смотрим на Солнце, то оно кажется нам маленьким ярким кругом на небосводе, однако в реальности его диаметр примерно в сто раз больше диаметра нашей Земли, а объем Солнца превышает объем голубой планеты более чем в миллион раз.
Точное расстояние
На самом деле, Солнце находится приблизительно в 150 млн. км от нашей планеты. Это расстояние колеблется, из-за того, что земная орбита имеет форму эллипса. Наибольшее расстояние равное 152 млн. км фиксируется в июле, а наименьшее — в январе и составляет 147 млн. км. Отрезок пути длиной в 152 млн. км имеет название афелий, а минимальный отрезок в 147 млн. км – перигей. Для сравнения, расстояние от Земли до её спутника Луны составляет всего лишь 384 тыс. км.
Измерением расстояния от Земли до Солнца начали заниматься еще во времена Древней Греции, но методы расчета были довольно примитивны. В средние века для измерения расстояния стали использовать метод параллакса, однако и с его помощью не смогли добиться существенных результатов.
Первые цифры
Расстояния от Солнца до Земли
Впервые точно измерили расстояние до Солнца астрономы Рихер и Кассини. Они сделали это с помощью наблюдений за положением Марса на звездном небе, а также используя геометрические вычисления. В итоге они получили расстояние равное 139 млн. км, что, конечно, является заниженным значением, однако стоит учесть, что расчет был произведен в 1672 году.
Большой прорыв в космической индустрии произошел благодаря Второй Мировой Войне, а именно во второй половине двадцатого века после научно-технической революции. Появились совершенно новые способы измерения космических расстояний, среди которых важное место занял радиолокационный метод.
Суть этого метода состоит в том, что в направлении космического тела передается импульс, доходя до него, часть импульса отражается и возвращается на Землю, где принимается специальными устройствами и анализируется. С помощью данных о том, за какой промежуток времени импульс проходит расстояние от Земли до космического тела и обратно, производится наиболее точный расчет расстояния.
Измерение
Также для измерения космического пространства часто используются более специфические величины, такие как световой год, а также парсек. Под световым годом принято понимать ту длину, которую свет проходит за год. Скорость света составляет примерно 300 000 000 м/с, следовательно, световой год приравнивается к величине 9,46073047 × 10*12 км.
Если же измерять расстояние между нашей планетой и Солнцем в световых годах, то оно составит примерно 8 световых минут. Именно за такой промежуток времени свет, который излучает Солнце, достигает поверхности Земли.
Зачастую световой год и парсек применяют для измерения и исследования удаленных космических объектов, таких как крупные звезды из различных крупных созвездий.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
Расстояние от Земли до Солнца
Расстояние от Земли до Солнца составляет 150 млн. км. Но это средний показатель, потому что эллиптический маршрут периодически приближает нас на 147 млн. км, а также отдаляет на 152 млн. км.
Не стоит забывать, что Солнечная система огромна, поэтому подобные цифры не должны вас шокировать. Среднее расстояние от планеты Земля к Солнцу именуют астрономической единицей, в которую переводят более крупные удаленности. Допустим Плутон отдален на 5.87 млрд. км, что переводится в удобные 39 а.е.
Как измерить расстояние от Земли до Солнца?
Графическое представление расстояния от Земли до Солнца
Четкие цифры появились только в последнее несколько веков, потому что ранее не обладали всеми необходимыми переменными для вычисления. В Древней Греции пробовали определять по длине тени или путем сравнения лунных размеров и ее орбитального пути.
Главным толчком в решение вопроса каково расстояние от Земли до Солнца стал обзор Венеры, когда она прошла перед Солнцем. Это редкий момент, который называют транзитом и случается дважды за 108 лет. Вычисления проводились при событиях 1761 и 1769 гг. Ученых специально разослали в различные уголки планеты, чтобы провести полномасштабное исследование.
Геометрия подсказала, как именно рассчитать дистанцию при вращении Земли вокруг Солнца. Первые данные показывали удаленность, которая в 24000 раз превосходила радиус Земли. И это удивительно, ведь реальный показатель расстояния превышает радиус в 23455 раз.
Сейчас мы располагаем радиолокационными и лазерными импульсами. Просто отправляете луч к Меркурию и засекаете время, за которое он вернется обратно. Нам известен показатель световой скорости, поэтому дальше уже дело вычисления.
Астрономия важна, потому что помогла обрести свое место во Вселенной. Все-таки интересно решать эти космические головоломки и по кусочку собирать мир, в котором мы живем.
Источник