Pentru a studia structura universului și natura corpurilor cerești, astronomul trebuie să fie în măsură să determine în primul rând distanța față de interesul obiectelor sale spațiale. Cum se poate măsura distanța până la lună și planetele, soarele și stelele?
Toate aceste distanțe sunt în cele din urmă pornind de la premisa valoarea distanței medii pământ de la soare - așa-numita unitate astronomice, și depinde în mod direct de precizia de măsurare a dimensiunii Pământului în sine.
Atunci când este privit din suprafața pământului Soare puncte la distanță lumina noastră de zi suferă o paralaxă offset. Acesta va fi cel mai mare în cazul în care cei doi observatori vor fi amplasate în puncte diametral opuse ale globului. Măsurătorile au arătat că unghiul de offset este foarte mic - aproximativ 18 secunde de arc, adică, la un unghi față de soare ar trebui să fie vizibile pentru Pământul nostru.
De la trigonometria știm că obiectul este privit sub un unghi de o secundă de arc, dacă este scos din observator la distanță, pentru a 206,265 ori dimensiunile lineare, sau diametru. Prin urmare, distanța Pământ-Soare la aproximativ 11-500 de ori diametrul Pământului. Cu toate acestea, din cauza luminozitate ridicată și un instrument de încălzire solară (de fapt este indus tubul telescop la lumina zilei!) Astfel de măsurători duce la o pierdere de precizie. Prin urmare, astronomii francezi Gian Domenico Cassini și Zhan Rishe (aproximativ 1640-1696) a decis să se determine distanța până la Soare prin măsurarea paralaxei lui Marte - deplasarea unghiulară a planetei pe fundalul stelelor îndepărtate - în timpul marii sale confruntări în 1672. Cassini a măsurat poziția planetei de la Paris si Richet - de la Cayenne, Guiana Franceză oraș în America de Sud.
Odată cu descoperirea lui Kepler treia lege distanțele relative ale planetelor din sistemul solar, exprimată ca fracție din media distanța Pământ-Soare, au fost bine cunoscute. Dar pentru a obține scara sistemului planetar și pentru a determina valoarea absolută a unității astronomice, este suficient pentru a măsura distanța dintre oricare două planete. Pentru a măsura poziția planetelor față de stelele pot fi mult mai precise decât poziția soarelui strălucitor pe cer în timpul zilei. Am profitat de acest lucru pentru prima dată Cassini și Richer.
Tratamentul matematic al observațiilor făcute Cassini în 1673 an, paralaxa soare având în vedere valoarea 9.5 arcsecunde. Trebuie să se înțeleagă prin unghiul de paralaxă la care lumina este vizibil cu raza ecuatorială a Pământului. Aceasta implică faptul că distanța medie a Pământului de la soare (1 a. E.) este egal cu 138,5 milioane de kilometri (în măsuri moderne de lungime), care este de 11,1 milioane de kilometri mai puțin decât valoarea reală. Dar, în acele zile, chiar și acest rezultat a fost considerat o mare realizare științifică.
Astronomul englez Edmond Halley (1656-1742) a propus o metodă de determinare a distanței de la pământ la soare trece prin observarea planetei Venus peste discul solar. Lângă un pasaj era să aibă loc în 1761, și în toate colțurile lumii au fost echipate expediție astronomice.
Rezultatele observațiilor acestor pasaje obținute de alți observatori, nu merită încredere din cauza, deoarece estimarea paralaxă Soare, luat de la primul pasaj, au variat între 8 și 10 secunde de arc; evaluarea 1769 observații au fost făcute între 8 și 9 secunde arc, care corespunde diferenței de distanța față de soare pentru mai mult de 18 milioane de kilometri. Dar trecerea anilor 1874 și 1882 au dat deja rezultate promițătoare: Parallax a fost semnat între 8,79 și 8,86 secunde de arc. Calculat din aceste paralaxele distanțe egale, respectiv, la 149 milioane și 669,000 milioane 148 486000 km .. (Mai multe paralaxa - este mai scurtă distanța, și vice-versa).
Alte metode au fost dezvoltate pentru a determina lungimea unității astronomice. În special, astronomii Pulkov Observatorul în anii 1842-1880 îndeplinit mai multe funcții de măsurare precisă a deplasării stea vizibile care apar din cauza mișcării Pământului în jurul Soarelui și viteza finală a luminii (așa-numita aberație offset), și a constatat că paralaxa solar este 8.793 secunde de arc; Unitatea astronomică este egală cu 149.6 milioane de kilometri, care coincide cu măsurătorile moderne. Dar conferința internațională de la Paris de astronomi în 1896 a adoptat valorile rotunjite: paralaxa este 8.80 secunde de arc, unitatea astronomica este egală cu 149,500,000 km. Aceste astronomii au valori utilizate până în 1970.
În 60-e ai secolului XX, astronomii au început să folosească mai precis pentru a măsura distanțele corpurilor ceresti din sistemul solar - o metodă de radar. Esența acestei metode constă în aceea că trimite puternic puls scurt, și apoi să primească semnalul reflectat în direcția corpului ceresc. Viteza de propagare a undelor radio în spațiu este egală cu viteza luminii - 299 792.458 km / s. Prin urmare, dacă se măsoare cu precizie timpul necesar semnalului pentru a ajunge la corpul ceresc, și după o reflecție de la suprafața acestora să se întoarcă, este ușor să se calculeze distanța necesară.
Deci, a fost specificat distanta de la Luna, Venus, Mercur, Marte, Jupiter. Din observațiile radar ale lui Venus, efectuate în URSS, SUA și Anglia, unitatea a fost determinată astronomic 1 bine. e. = 149 597 870 km, cu o posibilă eroare de aproximativ 1 km. Această precizie este mai mult decât suficient pentru nevoile de astronomie și Astronautică. Din motive practice, sunt rotunjite AU valoare - 149000000 600000 km, ceea ce corespunde paralaxa soarelui. - 8.794 arcsecunde.
Metoda de paralaxa este potrivit pentru a determina distanța până la cele mai apropiate stele. Numai utilizate ca bază nu raza Pământului, iar raza medie a orbitei Pământului. Dacă axa semi-majoră a orbitei Pământului, plasată perpendicular pe direcția unei stele, vizibile din acesta la un unghi, distanța față de steaua se calculează după cum urmează:
în cazul în care π este exprimat în secunde de arc.
Formula arată că paralaxa o secundă de arc (π = 1) corespunde unei distanțe egale cu 206265 a. e. Se numește parsec (de la cuvântul „paralaxă“ și „al doilea“) și prescurtată PC.
Parsek - o distanță de unitate, care este utilizat pe scară largă în astronomie stelare, ca unitate astronomica este prea mică pentru a măsura distanțele până la stele. Distanța în parseci calculată prin ecuația foarte simplă:
în cazul în care π - paralaxa steaua în secunde de arc.
Este cea mai apropiata stea, Alpha Centauri are o paralaxă - 0,76 secunde de arc. În consecință, distanța până la ea - 1.32 pc.
Se măsoară distanțele față de stele încă ani lumină.
O lumină de ani - aceasta este distanța pe care lumina se deplasează într-un an tropical. In tropical, aproximativ 3,16 x 10 7 secunde. Înmulțind acest număr cu viteza luminii, obținem: 1 an-lumină = 9,46 x 10 = 12 km 63 și 239.7. e.
1 parsec (pc) = 30,86 x 10 12 km = 3.26 ani lumină