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:
V = 2πA / P
В итоге получаем:
Орбитальная скорость Земли примерно 30 км/с
Радиус Солнца, Rsun примерно 700 000 км
Расстояние Земля-Солнце, A примерно 150 000 000 км или одна астрономическая единица (AU).
Обязательно подписывайтесь, Вам также понравится:
Какой пеший маршрут самый протяжённый на Земле?
Можно ли увидеть динозавров в зеркале, в котором отражается планета?
Откуда взялась фотография Млечного Пути, если мы находимся внутри него?