地球与太阳的距离用什么测量?

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  • 从地球出发

    首先来说说视差.什么是视差呢?视差就是观测者在两个不同位置看到同一天体的

    方向之差.我们来做个简单的实验:伸出你的右手拇指,交替闭合和睁开双眼,你会

    发现拇指向对于背景左右移动.这就是视差.在工程上人们常用三角视差法测量距离

    .如图,如果我们测量出∠α、∠β和两角夹边a(称作基线),那么这个三角形就

    可以被完全确定.

    天体的测量也可以用三角视差法.它的关键是找到合适的边长a——因为天体的距

    离通常是很大的——以及精确测量角度.

    我们知道,地球绕太阳作周年运动,这恰巧满足了三角视差法的条件:较长的基

    线和两个不同的观测位置.试想地球在轨道的这一侧和另一侧,观测者可以察觉到恒

    星方向的变化——也就是恒星对日-地距离的张角θ(如图).图中所示的是周年视

    差的定义.通过简单的三角学关系可以得出:r=a/sinθ

    由于恒星的周年视差通常小于1°,所以(使用弧度制)sinθ≈θ.如果我们用角

    秒表示恒星的周年视差的话,那么恒星的距离r=206 265a/θ.

    通常,天文学家把日-地距离a称作一个天文单位(A.U.).只要测量出恒星的周

    年视差,那么它们的距离也就确定了.当然,周年视差不一定好测.第谷一辈子也

    没有观测的恒星的周年视差——那是受当时的观测条件的限制.

    天文单位其实是很小的距离,于是天文学家又提出了秒差距(pc)

    的概念.也就是说,如果恒星的周年视差是1角秒(1/3600秒),那么它就距离我

    们1秒差距.很显然,1秒差距大约就是206265天文单位.

    遗憾的是,我们不可能把周年视差观测的相当精确.现代天文学使用三角视差法

    大约可以精确的测量几百秒差距内的天体,再远,就只好望洋兴叹了.