на каком расстоянии находится солнце

Как измерили расстояние до Солнца

Сегодня, когда астрономию вернули в школьную программу, любой старшеклассник (ну, в теории, любой) должен знать: расстояние от нашей планеты до Солнца составляет примерно 149,5 млн километров. Это расстояние еще принято называть астрономической единицей.
Но, понятно, что этот ответ как-то надо было получить и астрономам потребовалось на это несколько шагов, растянувшихся не одно тысячелетие. Ниже — о каждом шаге подробнее.

Шаг первый – безбожник Аристарх и Луна

Аристарх Самосский жил в III веке до нашей эры и был по-настоящему выдающимся астрономом. Задолго до Коперника он построил гелиоцентрическую модель устройства мира. Довольно точно определил продолжительность года в 365 + (1/4) + (1/1623) дней. Усовершенствовал солнечные часы. А еще он предпринял попытку измерить расстояние от Земли до Солнца и Луны. Этому Аристарх посвятил целый трактат (кстати, единственная письменная работа этого автора, дошедшая до нас).

С Луной у него получилось довольно близко к правильному ответу: 486400 км (по расчетам Аристарха), 380000 км (среднее расстояние по современным данным). Спустя сто лет другой античный астроном Гиппарх, кстати, уточнил эти цифры. А вот с Солнцем у Аристарха получилась нехилая промашка.

Но сначала о том, как вообще древнегреческий астроном измерял это расстояние. Известно, что иногда Солнце и Луну можно наблюдать одновременно. Причем, бывают моменты, когда Солнце освещает ровно половину Луны. Тогда угол «Земля-Луна-Солнце» — прямой, и измеряя угол «Луна-Земля-Солнце» можно с помощью тригонометрических соотношений, зная расстояние Земля-Луна, найти расстояние Земля-Солнце.

Но «гладко было на бумаге». Во-первых, Аристарху надо было поймать момент, когда освещена ровно половина Луны, а сделать это без телескопа было практически невозможно. А во-вторых, опять же без серьезной измерительной аппаратуры, точно измерить все параметры. Не удивительно, что грек ошибся, причем, очень сильно: угол α у него получился целых три градуса (в реальности он равен 10 минутам), а расстояние до Солнца всего 7,5 млн километров. Опираясь на это расстояние, Аристарх пришел к выводу, что Солнце намного больше Земли. Это и стало главным аргументом его гелиоцентризма (в центре мироздания должен быть самый большой объект).

Впрочем, ошибка в определении расстояния большой роли в науке не сыграла, вычисления Аристарха вообще не получили широкой известности (даже среди образованной части населения античных городов). Причина была скорее политической, все дело в его гелиоцентрической модели мироздания. Она противоречила геоцентрической модели, которой придерживался тогдашний научный консенсус. И есть упоминания, что его даже пытались привлечь к суду как безбожника. Спустя некоторое время сначала Гиппарх подверг критике его взгляды, а позже Птолемей (чья геоцентрическая модель успешно дожила до Коперника) и вовсе проигнорировал результаты Аристарха, способствуя их забвению на долгое время.

Шаг второй — смотрим на Венеру (Кеплер и Хоррокс)

Человечеству потребовалось почти две тысячи лет, чтобы сделать этот следующий шаг к ответу, но будем справедливы, это было нелегкое время и хватало других проблем.

И для начала, надо было выбрать другой объект, на который опираться в своих вычислениях. В 1626 году известный немецкий астроном и математик Иоганн Кеплер предложил в качестве кандидата Венеру. К тому времени астрономы уже знали про одно довольно редкое астрономическое явление – прохождение Венеры по диску Солнца, причем, оно случается дважды с разницей в несколько лет, а потом следует значительный перерыв. Предложенный Кеплером метод заключался в следующем: надо измерить время прохождения Венеры по диску Солнца из разных точек Земли. И сравнивая эти времена можно найти расстояние от Земли до Венеры и до Солнца.

Впрочем, это только звучит просто. Как минимум, надо было дождаться этого явления. Это удалось британскому астроному Джереми Хороксу, который переписывался с Кеплером и знал про его метод. Сначала британец уточнил частоту этого явления: «дубль» случается с разницей в восемь лет каждые полтора столетия. И ближайшее должно было состояться в 1639 году. Хоррокс подготовился к этому событию, он наблюдал за небом из своего дома в Мач Хул, близ Престона, а его друг делал то же самое из Солфорда, близ Манчестера. Сначала, казалось, что удача от них отвернулась, поскольку в этот день была сильная облачность, но за полчаса до захода Солнца облака разошлись и пара астрономов сумела-таки осуществить свой план. На основании наблюдений, Хоррокс рассчитал, что нашу планету от Солнца отделяет 95,6 млн км. Это было уже гораздо ближе к истине, но все равно неверно.

Шаг третий – смотрим на Марс (Кассини)

До следующего венерианского «дубля» надо было ждать полтора века и пока шло время астрономы тратили его на поиск других способов вычислить искомое расстояние. И это удалось французскому астроному итальянского происхождения Джованни Доменико Кассини. Он вообще отметился в астрономии как талантливый наблюдатель (например, это он первым увидел Большое Красное пятно на Юпитере). К тому времени астрономы уже оценили возможности, которые дает одновременное наблюдение за одним и тем же объектом из отдаленных друг от друга мест. В 1672 году Кассини на пару с другим французским астрономом Жаном Рише осуществили такой проект: первый остался в Париже, а второй отправился в Южную Африку, где у Франции были свои колонии. Они одновременно наблюдали Марс и, вычислив параллакс, определили его расстояние от Земли. Параллакс, если кто не знает, это смещение или разница в видимом положении объекта, рассматриваемого на двух разных линиях зрения. Ну а вычислять расстояние до объекта по параллаксу умели уже давно.

И поскольку относительные отношения различных расстояний между Солнцем и планетами уже были известны из геометрии, рассчитав по параллаксу расстояние до Марса, Кассини смог сделать то же самое и для Солнца. Его результат — 146 млн км – был уже очень близок к современным оценкам. Что интересно, в то время, когда Кассини проводил эти расчеты, он был приверженцем геоцентрической системы, то есть, расстояния он получал близкие к верным, но карту Солнечной системы строил по старинке, с Землей в центре. Позже он признал правоту Коперника, но в ограниченной степени.

Шаг четвертый – снова Венера и астрономы всего мира

Тем временем близился очередной венерианский «дубль» (в 1761 и 1769 годах) и астрономы были намерены выжать из этого события максимум. Чтобы не зависеть от погодных условий и собрать данные с разных точек на Земле, был организован большой международный проект (его считают чуть ли не первым в истории) под эгидой Французской академии наук. Заблаговременно были подготовлены и отправлены научные экспедиции к местам наблюдений. Не все закончилось гладко – экспедиция, отправленная в Новую Гвинею, без вести пропала в джунглях.

Но в целом проект удался.

Кстати, активно в нем участвовала и Россия. В нашей стране им руководил человек необычайных талантов и энергии – Михайло Ломоносов (это он, кстати, обнаружил атмосферу на Венере).

Ломоносову удалось получить аудиенцию у императрицы Екатерины II и убедить ее в важности этой работы как для науки, так и для государственного престижа. Получив поддержку казны, Ломоносов смог развернуть на территории Российской империи 40 наблюдательных пунктов. На один из них, вблизи Петербурга, приезжала сама Екатерина и с интересом смотрела в телескоп.
Вот в итоге этой большой работы астрономов по всему миру и было получено то число, которое сегодня включено в учебники. Но нет предела совершенству, и еще через сто пятьдесят лет, 8 декабря 1874 года и 6 декабря 1882 года, очередные прохождения Венеры по диску Солнца вновь наблюдали научные экспедиции по всему миру, уточняя полученные данные. А потом еще раз в 2004 и 2012 году. Впрочем, в ходе этих наблюдений получали и другие полезные данные, но это уже другая тема.

Источник

Можно ли долететь до Светила: расстояние между Землей и Солнцем

С самых давних времён, глядя в небо на Солнце, каждый мечтатель, хоть раз в жизни задумывается о загадках, которые таит это светило. Что же оно скрывает? Какое расстояние между Землей и Солнцем? Человек, находящийся в поисках, может только догадываться и предполагать. Но некоторые факты уже открыты, и в этой статье автор хочет осветить некоторые из них….

Размеры Солнца и другие числа

Солнце – это молодая звезда третьего поколения, она являет собой желтого карлика. Диаметр Солнца в километрах составляет приблизительно 1.392.000.000 км (примерно 109 диаметров Земли), весом 1,9885·кг (около 322940 масс Земли).

Чтобы узнать радиус Солнца в километрах, необходимо его диаметр разделить на два. Образовалось оно из останков небесных тел предыдущих поколений. Приблизительный возраст равен 4,57 миллиарда лет, то есть сейчас оно находится на середине своей жизни.

Солнце можно охарактеризовать, как источник энергии и жизни на Земле. В будущем, оно же станет и причиной исчезновения голубой планеты.

Радиус Солнца в течение тысячелетий может как увеличиваться, так и уменьшаться, в зависимости от реакций, протекающих на поверхности.

Состав

В состав небесного светила в основном входят:

Все остальные элементы – металлы, они составляют менее 2% от общего веса. Свой состав солнце унаследовало от межзвёздной среды, в которой оно образовалось. Ядро простирается от центра примерно на 20-25% до его радиуса. Температура в ядре около 15,7 миллионов Кельвинов, а на поверхности приблизительно 5800 Кельвинов.

Мощность

Мощность равна приблизительно 1368 Вт энергии на 1 квадратный метр площади Земли. Часть энергии при этом задерживается в атмосфере, в итоге поверхности достигает около 1000 Вт на метр квадратный при ясных погодных условиях, когда Солнце находится в зените.

Солнечный свет в верхней части атмосферы Земли состоит на 50% из инфракрасного света, 40% видимого и 10% ультрафиолетового.

Атмосфера отфильтровывает более 70% ультрафиолета.

Расстояние

Многим людям интересно, сколько километров от нашей планеты до светила. Расстояние от Земли до Солнца непостоянно. Оно варьируется от 147 до 152 миллионов километров по причине вытянутости орбиты Земли. Самое короткое расстояние называется «перигелий», Земля находится в нём с 2 по 5 января, а самое длинное «афелий» – с 2 по 5 июля. В течение года наша планета перемещается от одной точки в другую. И так по кругу. Эти незначительные изменения никак не влияют на климат на Земле. Ученые знают, как определить расстояние до Солнца в любое время года. Для этого существуют специальные формулы.

Внимание! Удаленность от Солнца ближайшей планеты Меркурий составляет 58 млн. км.

Диаметр Солнца в километрах, как и другие расстояния в масштабах космоса, измерять не всегда удобно. Существуют и другие единицы измерения космического пространства. Так в световых годах, время прохождения света от Солнца до Земли составляет около 8 минут 20 секунд. То есть, глядя на Солнце мы видим его таким, каким оно было 8 минут назад. Световой же год – это расстояние, которое луч света проходит за тропический год.

Как же определялась дистанция

Какое расстояние между Землей и Солнцем? Астрономы с древних времён задавались таким вопросом. И в 1673 году Джованни Доменико Кассини, итало-французский инженер и астроном, путём вычисления параллакса Марса сумел определить дистанцию до Солнца. Сделал он это из Парижа и после математических вычислений определил, что от Земли до Солнца 138,5 миллионов километров. Это приблизительно на 11,5 миллионов километров меньше за действительность, но по меркам тех времён такое достижение являлось прорывом в науке.

В 60-х годах двадцатого века для вычисления промежутков стали использовать метод радиолокации. Суть в том, что к небесному объекту отправляют короткий и мощный сигнал, а затем получают его отражение. Быстрота распределения радиоволн в космосе равна скорости света, поэтому если точно засечь время прохождения импульса, легко вычислить и дистанцию до любого, не только космического, объекта.

Вот так звездочёты уточнили расстояния до космических объектов. А также было выведено значение астрономической единицы: 1 а. е. = 149.597.870 км +- 1 км. Такой точности оказалось достаточно для науки. В практике используется расстояние, округлённое до 149.600.000 км, оно равняется параллаксу Солнца – 8,794 секунды дуги.

Как добраться до Солнца

Можно ли добраться на ракете до горячей звезды? В принципе, долететь до Солнца для современного человека – не проблема.

Суть состоит в том, что после взлёта с Земли, аппарат должен замедлить свою скорость настолько, чтобы она стала меньше скорости движущейся по орбите Земли.

Сойдя с орбиты, аппарат начнёт притягиваться Солнцем, и по спирали падать на его поверхность. Стоит лишь помнить, что это путешествие – в один конец. Аппарат просто-напросто сгорит ещё на подлёте к Солнцу.

Но, если представить, что этого не случится, то путешествие на космическом корабле займёт около 7-8 месяцев. При таком огромном расстоянии, это не слишком длительный срок.

Исследования

В каком году ученые всерьез заинтересовались звездой? Первые наблюдения за Солнцем вне атмосферы Земли были начаты в конце 50-х годов ХХ века. В них учавствовали «Спутник-2», «Луна-1» и «Луна-2», американские аппараты серии «Пионер» в 60-х. Все они заложили фундамент исследований Солнца, которые продолжаются и до сегодня.

Очень важной программой является «SOHO», запущенный 2.12.95 аппарат. Кроме своих первостепенных задач, он выполнил множество других.

Например, за 15 лет обнаружил 2000 комет. Таким образом, наблюдения и исследования Солнца, косвенным путём решают ряд других, менее значимых, но, в то же время, важных задач.

Но это не последнее, на что решился человек. 11.02.10 американцы запустили Atlas V, которая выведет на орбиту Обсерваторию солнечной динамики (SDO).

Внимание! Учёные из НАСА не отчаиваются в попытках и работают над созданием материала, который будет выдерживать температуру выше 1400 градусов Цельсия. Они хотят запустить аппарат на расстояние в 6.400.000 км от Солнца и более тщательно исследовать светило. Это позволит ответить на множество фундаментальных вопросов, таких как будет ли жизнь после Солнца и другие.

Миссия граничит между фантастикой и реальностью. И мало кто из существующих сейчас людей знает, в какое вообще удивительное время мы живём. Время открытий и возможностей. Время начала космических путешествий. Время, когда возможно всё.

Солнце 5 лет наблюдений

Земля и Солнце масштабы

Однажды, Солнце – наш родитель погибнет, это факт. И как отнестись к этому факту, зависит от нас. Можно паниковать, можно сравнить это с библейским апокалипсисом и смириться, а можно искать пути решения. Необходимо тщательно изучать вопрос и направлять все ресурсы на решение загадок и поиск ответов.

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

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать /наука, история, политика, творчество/

Солнце находится на расстоянии 8-ми световых минут от Земли – наверняка все запомнили это утверждение со школьных уроков астрономии. Но представить это число нам непросто, ведь привычнее измерять дистанцию в метрах или километрах.

Проблемой космических расстояний астрономы занимаются с древних времен.

Аристарх Самосский также стал первым человеком, который попытался понять, насколько далеко Солнце находится от Земли. Для этого он использовал Луну – измерил угол между ней и звездой, определил расстояние от Земли до Луны, а затем и до Солнца при помощи математических расчетов. Но измерения оказались ошибочными – всего 7,5 млн км. Источник: https://kipmu.ru/skolko-kilometrov-do-solnca/

Интересный факт: о работе Аристарха практически никто не узнал. Все дело в том, что он был приверженцем гелиоцентрической системы мира. А в научной среде того времени принято было считать, что все остальные объекты вращаются вокруг Земли (геоцентрическая система). На астронома обрушилась критика со стороны, к примеру, Гиппарха и Птолемея.

Следующую попытку предприняли Иоганн Кеплер и Джереми Хорокс. Точнее, Кеплер предложил в качестве ориентира взять Венеру. Тогда ученые уже знали об интересном явлении: периодически планета проходит по диску Солнца. Надо было дождаться этого момента и измерить из разных частей Земли, сколько времени ей на это потребуется. Хорокс поддержал метод Кеплера и установил, что Солнце находится на расстоянии 95,6 млн км. Показатель был уже ближе к настоящей цифре, но все еще неверным.

Более-менее успешно с этой задачей справились астрономы Кассини и Рише в 1672 г. В качестве ориентира они использовали Марс. Ученые этого времени были уже хорошо знакомы с понятием параллакса. Он показывает, как меняется положение объекта в зависимости от того, где находится наблюдатель, по отношению к удаленному фону.

Кассини вел наблюдения в Париже, а Рише – в Южной Африке. Так было установлено расстояние до Марса, а затем и до Солнца – 146 млн км. Таким образом, ученые максимально приблизились к правильной цифре. Примечательно, что Кассини был сторонником геоцентрической системы, поэтому на его картах расстояния указывались относительно верные, но в центре находилась Земля.

Сколько километров до Солнца?

Современные способы определения расстояний Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 млн км. Это число постоянно меняется то в большую, то в меньшую сторону, поскольку орбита нашей планеты не круглая, а в форме эллипса. Минимальное расстояние отмечается в январе (перигей, 147 млн км), а максимальное – в июле (афелий, 152 млн км).

Методом тригонометрического параллакса ученые пользуются и сейчас, но только для объектов, находящихся на сравнительно небольшом расстоянии. Для отдаленных небесных тел больше подходит метод стандартных свечей. Так называют объекты, светимость которых известна. При этом астрономы оценивают видимую яркость и вычисляют расстояние до тела с помощью закона обратных квадратов.

Еще один способ определения удаленности объекта – радиолокационный. В направлении тела отправляется импульс, который частично отражается и возвращается на Землю. Специальная техника определяет, сколько времени потребовалось импульсу на это перемещение, что позволяет выяснить и расстояние.

Источник

Расстояние от Земли до Солнца: сколько составит километров и метров

Среднее расстояние от Земли до Солнца равняется 0,000004848 парсеков, или примерно 150 млн км. Эта величина оказала важное влияние на формирование жизни на Земле. Ее вычислением занимались многие поколения ученых, но только научно-техническая революция внесла окончательную ясность в этот вопрос.

Точное расстояние

Расстояние от Солнца до Земли в километрах составляет округленно 149.6 млн км. Эти данные указаны на Википедии как результат расчетов 2016 года. В 2018 году, а точнее 6 июля, планета находилась на расстоянии в 152 095 566 км от Солнца.

Точная дистанция от нашей планеты до Солнца зависит от места, через которое проходит Земля по орбите вокруг данной звезды. Так как эта орбита имеет эллиптическую форму, дистанция между Землей и Солнцем постепенно меняется. Так на нашей планете и происходит смена времен года.

Однако, вопреки расхожему мнению, удаленность от Солнца вовсе не связана с похолоданием.

Самое большое расстояние до Солнца в июле. Оно составляет 152 млн км. Ближе всего к нему мы находимся зимой, в январе. Минимальная дистанция между этими космическими объектами летом – всего 147.1 млн км. Это число можно условно округлить до 147 млн км. При этом среднее расстояние составляет приблизительно 149 500 000 км. Вероятна погрешность в 17 000 км. 17 000 км – это всего 0,0001 от общей величины участка.

Ученые определяют три вида расстояний:

Астрономическая единица

Усредненная величина в 149 миллионов километров называется астрономической единицей. Ее используют для выражения любых дистанций между расположенными в окружающем космосе объектами. В России ее записывают как «а. е.». Международное обозначение этой величины – «au», или «Astronomical unit».

В 2012 году ее приравняли к 149 597 870 700 метрам. Тогда же Астрономический Союз причислил ее к Международной Системе Единиц. Однако в действительности она является непостоянной величиной. Для не требующих высокой точности вычислений можно использовать округленное значение в 1496 * 10^11 м. На видео, размещенном ниже, подробно рассказывается о средней дистанции до Солнца.

Каждый год наша планета удаляется от небесного светила все дальше и дальше. К такому заключению в 2004 году пришли российские ученые Виктор Брумберг и Григорий Красинский. Это постепенное удаление может показаться незначительным, поскольку в год оно ограничивается 15 см. Таким образом, каждые 10 лет дистанция увеличивается на 1,5 метра, а каждые 100 лет – на 15 метров. Точная причина того, почему космические тела удаляются друг от друга, долгое время была неизвестна. Однако ученые выдвинули множество интересных гипотез.

Приливы и отливы

Существует версия о том, что расстояние между Землей и Солнцем увеличивается в связи с ослабеванием гравитационного притяжения. Предположительно, Солнце теряет свою массу в связи с солнечным ветром. Его также можно называть звездным ветром Солнца, поскольку аналогичное явление формирует каждая звезда.

Солнце – это звезда из класса желтых карликов. Звездный ветер, в свою очередь, – это непрерывный поток излучения ионов, испускаемый солнечной короной или внешними слоями атмосферы любой другой звезды. Однако скорость увеличения дистанции превосходит расчеты, созданные на основе этой гипотезы.

В 2009 году японские исследователи опубликовали идею, согласно которой постепенное удаление Земли от своего космического светила является следствием приливных сил. Приливные силы в поле тяготения деформируют тела, к которым приложены.

Так, Луна воздействует на нашу планету и вызывает периодические колебания уровня моря. Аналогичным образом Земля воздействует на Солнце, несмотря на колоссальную разницу в размерах этих тел.

По причине этого гравитационного взаимодействия с Землей, с течением времени удлиняется период обращения светила вокруг его оси, а планета постепенно удаляется. Точно так же замедляет период осевого вращения Земли ее спутник Луна. С каждым годом она становится на 4 сантиметра дальше от планеты. Нынешняя дистанция до Луны составляет 384 467 км.

Любые измерения и вычисления, сделанные с использованием астрономической единицы, желательно постепенно обновлять. Однако в силу того, что 15 см в космических масштабах имеет маленькое значение, эту единицу измерения продолжают повсеместно использовать для выражения расстояний.

Афелий и перигелий

Самая дальняя относительно Солнца точка на орбите любого небесного тела называется «афелий». Афелий Земли на солнечной орбите – это 152 км. Отрезок, равный 147 млн км, носит название «перигелий».

Имя точки разбирается на следующие составные части: «Гелиос», или «Солнце»; а также «пери», то есть «возле». Если бы речь шла о самой ближней точке на орбите вокруг Земли, ее следовало бы называть перигеем. Аналогичная точка для небесного тела, находящегося на орбите Луны, называется периселений. Ближайшую точку на орбите вокруг Плутона называют перигадий.

Измерения в Древней Греции

Какое расстояние от Земли до Солнца, ученые начали интересоваться еще тысячи лет назад. Упомянем нескольких астрономов, чьи труды дошли до наших современников.

Аристарх Самосский

В III веке до н. э. ученый Аристарх Самосский предположил, что если Луна светит отраженным светом, можно представить расстояние между этими небесными телами как прямоугольный треугольник. Согласно Аристарху, этот треугольник образуется в те периоды месяца, когда Луна выглядит как ровно урезанный с одной стороны полудиск. В этом случае расстояние от Луны до Земли будет представлено катетом, а отрезок между Землей и небесным светилом является гипотенузой.

Аристарх предлагал определять расстояние до Солнца через геометрическое отношение катета к гипотенузе. Согласно его расчетам данное соотношение равно 1:19.

Однако точно вычислить момент, когда Луна находится на вершине прямого угла, невозможно при помощи визуального метода наблюдения.

Малейшие неточности порождают колоссальное отклонение от настоящего положения вещей. Отличие между итогами вычислений Аристарха Самосского и реальным положением вещей очень велико. Действительное расстояние превышает расчеты исследователя в 20 раз. В конце концов, Солнце в 400 раз дальше от Земли, чем Луна.

Гиппарх Никейский

Во II веке до н. э. Гиппарх Никейский измерял расстояние до Солнца при помощи метода подобия треугольников. В качестве основы он взял наблюдение за лунными затмениями. Единицей измерения был выбран радиус Земли.

Во время затмения Луна оказывается в тени земного шара. Тень имеет коническую форму и почти полностью перекрывает излучение отраженного света. Равенство размеров Луны и тени земного шара в этот момент создает любопытный эффект. С Земли остается виден лишь серебристый светящийся ореол, образованный вокруг Луны.

Подобные треугольники имеют равные углы. Ученый начертил треугольники, стороны которых идут через центры космических тел вдоль диаметра.

Исходя из этого, дистанция между Солнцем и Землей превышает путь от Земли до Луны в том же соотношении, в котором разность радиуса первых превосходит разность радиусов вторых. Точнее, превосходит разность радиуса Земли и радиуса земной тени, лежащей на лунной поверхности.

Чтобы определить, сколько километров в радиусе земного спутника, великий ученый совершил некоторое число простых измерений. Сделаны они были обычными инструментами для определения углов.

Используя полученные данные, Гиппарх Никейский провел вычисления и заключил, что Землю отделяют от Солнца 382 тысячи километров. Это самые точные результаты, полученные учеными древности. Во всяком случае, никакие другие столь же значительные успехи на этом поприще не дошли до Новейшего времени.

Новое время

Новое время принесло следующий поток дотошных изобретателей, направивших свой интерес на определение космических расстояний. Они тоже принялись высчитывать, сколько километров отделяет Землю от Солнца. Перечислять плодотворных и успешных астрономов этой поры можно долго, поэтому выделим только несколько значимых фамилий.

Кристиан Гюйгенс

В 1653 году датский физик и астроном Кристиан Гюйгенс тоже попытался узнать протяжение пути от Земли до Солнца при помощи метода прямоугольных треугольников. Однако, в отличие от Аристарха Самосского, он использовал в качестве третьего тела не Луну, а Венеру. Он вычислял положение Солнца через аналогичный метод, а именно – ориентировался на вполовину затемненную фазу Венеры.

Рихер и Кассини

Первые измерения больших космических тел с максимально достоверными результатами принадлежат ученым Рихеру и Кассини. Они наблюдали за тем, как двигается Марс по звездному небу, и использовали геометрические вычисления. В 1672 году они заключили, на каком расстоянии Земля находится от Солнца. Оно оказалось равно 139 млн км.

Рихер проводил наблюдения в Гвиане, а Кассини находился во Франции. Расстояние до Марса было определено путем сопоставления некоторой разницы между результатами их измерений. Затем эти данные были приняты для геометрических вычислений с целью зафиксировать верное расстояние до Солнца. Результаты исследователя Кассини оказались сильно занижены. Согласно его подсчетам, величина расстояния на 7 % отличалась от реальной.

Метод параллакса

В своих исследованиях эти ученые использовали метод параллакса. Под словом «параллакс» подразумевается визуальная перемена в положении ближнего объекта, расположенного на фоне иных, более удаленных тел. Это изменение становится заметным и определяется, когда изменяется точка обзора, то есть положение наблюдателя относительно рассматриваемых объектов. Иными словами, параллакс – это угол смещения тела относительно более удаленных предметов при смене точки зрения.

Чтобы воспользоваться методом параллакса, нужно, чтобы было известно расстояние смещения наблюдателя и угол смещения тела относительно фона. Тогда можно найти нужные расстояния в образовавшемся треугольнике при помощи простых геометрических операций.

В древние времена через параллакс обосновывалось утверждение о неподвижности плоской Земли. На это людям указывало отсутствие видимых смещений в положении звезд на небосводе при смене точки наблюдения. Однако уже тогда многие мыслители выражали сомнения в этом утверждении. Некоторые предполагали, что удаленность звезд слишком велика, чтобы смещение было заметным при путешествии на «небольшие» расстояния.

С течением времени инструментарий для определения космических расстояний существенно расширился. Более совершенные и точные технологии позволили определить параллакс космических светил на звездном куполе. Только в этом случае приходится использовать не радиус земного шара, а средний радиус орбиты. Чтобы вычислить расстояние до звезды, потребуется использовать формулу следующего вида: r = 206265/π.

Метод стандартных свечей

Метод параллакса применяется для вычисления расстояний до самых ближайших к Земле звезд. Более далекие звезды находят, ориентируясь на информацию о ближайших светилах. Чем более тусклой выглядит звезда, тем предположительно дальше она находится.

Точность метода стандартных свечей невелика. Для правильного определения расстояния может потребоваться исчерпывающая информация о мощности свечения звезд-ориентиров.

Новейшее время

Научно-техническая революция позволила человечеству совершить качественный скачок в развитии, подняв точность исследований на новый уровень.

В частности, ученые начали измерять космические расстояния при помощи радиолокаторов.

Видео на эту тему представлено ниже.

Радиолокация

Самый точный ответ на вопрос о расстоянии до Солнца исследователи получили после применения метода радиолокации. Каково расстояние до ближайших космических объектов, стало определяться путем передачи импульса на удаленное тело.

Впоследствии импульс возвращается обратно, поскольку он был отражен небесным телом. Его принимают специально настроенными приборами. Затем импульс анализируется, при этом учитывается затраченное на его путешествие время.

Для определения расстояния до Солнца эффективнее всего отсылать в его направлении длинные волны. Длина таких волн должна составлять от 5 до 15 километров. Более короткие волны оказываются поглощенными атмосферой Солнца.

Дистанция до нашей звезды определяется исходя из расстояния до крайней точки радиуса этого объекта. К радиусу Солнца относится так называемая фотосфера, то есть видимая светящаяся оболочка звезды. Фотосфера – это самый верхний слой атмосферы Солнца. Именно там появляется тот спектр оптического излучения, который доходит до земной поверхности. Толща фотосферы светила равна приблизительно 300–400 километров.

Всего к атмосфере Солнца относятся три уровня оболочки:

Лазерная локация

Метод определения дистанции посредством лазера имеет только технологическую сложность – нужно располагать работающим лазером. Сам способ работает по тому же принципу, что и радиолокация. На удаленный объект отсылается лазерный импульс. Позже импульс возвращается и считывается специальным прибором. Затраченное на путешествие лазерного луча время позволяет определить расстояние до сильно удаленных объектов с точностью до нескольких сантиметров.

Результат сильно отличается от применения радиолокационного способа изучения пространства. Максимальная точность при радиолокационном изучении расстояний ограничена несколькими километрами. В целом можно сказать, что исследования звезды представляют сложности, связанные с ее физическими особенностями.

Скорость света

Любопытно, сколько времени требуется свету, чтобы достигнуть Земли. Луч Солнца путешествует до Земли со скоростью 300.000.000 м/с. Чтобы пройти миллионы километров, ему требуется всего 8 минут. В космических масштабах это очень мало.

Исследователи занимаются изучением объектов, расположенных в удалении от Земли на многие световые годы. Один световой год – это отрезок с колоссальной протяженностью. Свету нужно лететь год, чтобы преодолеть расстояние в 9460 миллиардов километров. В астрономических единицах световой год равен 63241,1.

Еще одна из единиц измерения расстояний между удаленными космическими объектами – это парсек. Он составляет 3,26 световых года. Парсек – это сокращение от сочетания слов «параллакс» и «секунда».

Параллаксные дистанции измеряются именно при помощи парсеков. То есть пока Земле приходится идти по своей орбите вокруг Солнца, при смене ее положения на орбите также слегка меняется положение звезд.

Дистанции

Расстояние от Земли до звезды равно 1,496 умножить на 10 в 11 степени. За один день Земля совершает вокруг Солнца полный оборот. Площадь поверхности Земли равна 510 млн км. Точное положение Солнца зафиксировано в эфемериде, то есть в таблице координат астрономических объектов.

Были измерены координаты, присущие небесным телам в конкретные моменты суток. Среднее расстояние от центра Солнца по этой таблице составляло 1,49610 сантиметров в 13 степени. Число кажется небольшим, но оно означает, что 1,49610 нужно умножать само на себя 13 раз подряд. Данные были актуальны на 1995 год.

Для наглядного сравнения масштабов в пределах Солнечной системы попробуем перечислить примерные расстояния до некоторых планет в порядке их удаления от звезды.

Заключение

Будь расстояние от Земли до небесного светила иным, это оказало бы сильное влияние на всю историю развития жизни на планете.

Однако значение Солнца простирается и дальше. Научный мир и астрономия в частности также формируются, отталкиваясь в своих вычислениях от расстояния до Солнца.

Источник