Atstumas AU

Astronominis vienetas (rusiškas pavadinimas: A. e.; tarptautinis: au) yra istorinis atstumų matavimo vienetas astronomijoje, maždaug lygus vidutiniam atstumui nuo iki.

Šviesa šį atstumą nukeliauja maždaug per 500 sekundžių (8 minutes 20 sekundžių).

Jis daugiausia naudojamas atstumams tarp objektų, ekstrasoliarinių sistemų ir tarp dvejetainių komponentų matuoti.

2012 m. rugsėjį Pekine vykusi 28-oji Tarptautinės astronomų sąjungos Generalinė asamblėja nusprendė astronominį vienetą susieti su Tarptautine vienetų sistema (SI). Astronominis vienetas pagal apibrėžimą yra lygiai 149 597 870 700 metrų. Be to, IAU nusprendė standartizuoti tarptautinį astronominio vieneto pavadinimą: „au“. Kartais užrašas „a. tu." arba "AU". Taip pat yra tarptautinis standartas ISO 80000-3, kuriame rekomenduojama naudoti pavadinimą „ua“.

Rusijos Federacijoje astronominis vienetas yra patvirtintas naudoti kaip nesisteminis vienetas be laiko apribojimo, kurio taikymo sritis yra „astronomija“. Remiantis GOST 8.417-2002, astronominio vieneto pavadinimo ir pavadinimo neleidžiama naudoti su keliais ir keliais SI priešdėliais.

Ankstesni apibrėžimai

Pagal 1976 m. IAU 10-osios generalinės asamblėjos sprendimą astronominis vienetas buvo apibrėžtas kaip bandomojo kūno apskritimo orbitos spindulys izotropinėse koordinatėse, kurių kampinis greitis, neatsižvelgiant į visus Saulės sistemos kūnus, išskyrus Saulė, efemerido dienomis būtų lygiai lygus 0,017 202 098 95 radianams. IERS 2003 konstantų sistemoje buvo manoma, kad astronominis vienetas yra lygus 149 597 870, 691 km.

Istorija

Nuo tada, kai atsirado heliocentrinė sistema, o ypač Keplerio dangaus mechanika, santykiniai atstumai Saulės sistemoje (išskyrus per artimą) tapo žinomi labai tiksliai. Kadangi Saulė yra centrinis sistemos kūnas, o Žemė, besisukanti beveik apskrita orbita, yra stebėtojų vieta, natūralu buvo matavimo vienetu paimti šios orbitos spindulį. Tačiau nebuvo galimybės patikimai išmatuoti šio vieneto vertės, tai yra palyginti ją su žemiškomis svarstyklėmis. Saulė yra per toli, kad būtų galima patikimai išmatuoti paralaksą nuo Žemės. Atstumas iki Mėnulio buvo žinomas, tačiau remiantis XVII amžiuje žinomais duomenimis, nebuvo įmanoma įvertinti atstumų santykio iki Saulės ir Mėnulio – Mėnulio stebėjimas neužtikrina reikiamo tikslumo, Žemės ir Saulės masių santykis taip pat nebuvo žinomas.

1672 m. Giovanni Cassini kartu su savo bendradarbiu Jeanu Richet išmatavo paralaksą. Kadangi Žemės ir Marso orbitos parametrai buvo išmatuoti labai tiksliai, tapo įmanoma įvertinti astronominio vieneto dydį - šiuolaikiniais vienetais jie buvo maždaug 140 milijonų km. Vėliau buvo atlikti patobulinti astronominio vieneto matavimai, naudojant perėjimus per saulės diską. 1901 metais Erotui priartėjus prie Žemės ir išmatavus jos paralaksą, buvo galima gauti dar tikslesnį įvertinimą.

Astronominis vienetas taip pat buvo patobulintas naudojant radarą. Veneros vieta 1961 metais nustatė, kad astronominis vienetas yra lygus 149 599 300 km. Galima klaida neviršijo 2000 km. Pakartotinis Veneros radiolokacinis tyrimas 1962 m. leido sumažinti šį neapibrėžtumą ir patikslinti astronominio vieneto vertę: ji buvo lygi 149 598 100 ± 750 km. Paaiškėjo, kad iki 1961 metų vietos vertė a. e. buvo žinomas 0,1% tikslumu.

Ilgalaikiai atstumo nuo Žemės iki Saulės matavimai užfiksavo lėtą jo didėjimą maždaug 15 metrų per šimtą metų (tai yra eilės tvarka didesnis nei šiuolaikinių matavimų tikslumas). Viena iš priežasčių gali būti Saulės masės praradimas (dėl ), tačiau pastebėtas poveikis gerokai viršija apskaičiuotas reikšmes.

Kai kurie atstumai

• Tolimiausios Saulės sistemos planetos orbitos spindulys yra apie 30 AU. e.
• 2016-04-23 jis buvo 134,75 a atstumu. e. nuo Saulės, tolstant nuo jos 3,6 a greičiu. e./metus Tai toliausiai nuo Žemės esantis ir greičiausiai judantis žmogaus sukurtas objektas.
• Atstumas iki mūsų artimiausios žvaigždės Proxima Centauri yra apie 270 000 AU. e.

Ilgio ir atstumo keitiklis Masės keitiklis Birių produktų ir maisto produktų tūrio matų keitiklis Ploto keitiklis Tūrio ir matavimo vienetų keitiklis kulinarijos receptuose Temperatūros keitiklis Slėgio, mechaninio įtempio, Youngo modulio keitiklis Energijos ir darbo keitiklis Galios keitiklis Jėgos keitiklis Laiko keitiklis Linijinis greičio keitiklis Plokščiojo kampo keitiklis šiluminis efektyvumas ir degalų efektyvumas Skaičių keitiklis įvairiose skaičių sistemose Informacijos kiekio matavimo vienetų keitiklis Valiutų kursai Moteriški drabužiai ir batų dydžiai Vyriški drabužiai ir batų dydžiai Kampinio greičio ir sukimosi dažnio keitiklis Pagreičio keitiklis Kampinio pagreičio keitiklis Tankio keitiklis Specifinio tūrio keitiklis Inercijos momento keitiklio jėgos momento keitiklio Sukimo momento keitiklis Savitoji degimo šiluma (pagal masę) Energijos tankis ir savitoji degimo šiluma (pagal tūrį) Temperatūros skirtumo keitiklis Šiluminio plėtimosi keitiklio koeficientas Šiluminės varžos keitiklis Šilumos laidumo keitiklis Specifinės šiluminės talpos keitiklis Energijos poveikio ir šiluminės spinduliuotės galios keitiklis Šilumos srauto tankio keitiklis Šilumos perdavimo koeficiento keitiklis Tūrio srauto keitiklis Masės srauto keitiklis Molinis srauto keitiklis Masės srauto tankio keitiklis Molinės koncentracijos keitiklis Masės koncentracija tirpale keitiklis Dinaminis (absoliutus) klampos keitiklis Kinematinis klampos keitiklis Paviršiaus įtempio keitiklis Garų pralaidumo keitiklis Garų pralaidumo ir garų perdavimo greičio keitiklis Garso lygio keitiklis Mikrofono jautrumo keitiklis Garso slėgio lygio (SPL) keitiklis Garso slėgio lygio keitiklis su pasirenkamu etaloninio slėgio skaisčio keitiklis Kompiuterio šviesos intensyvumo keitiklis I šviesos stiprumo keitiklis Dažnio ir bangos ilgio keitiklis Dioptrijų galios ir židinio ilgio dioptrijų galia ir objektyvo padidinimas (×) Elektros krūvio keitiklis Linijinio krūvio tankio keitiklis Paviršinio krūvio tankio keitiklis Tūrinio krūvio tankio keitiklis Elektros srovės keitiklis Linijinio srovės tankio keitiklis Paviršiaus srovės tankio keitiklis Elektrinio lauko stiprumo keitiklis Elektrostatinis potencialas ir įtampos keitiklis Elektros varžos keitiklis Elektros varžos keitiklis Elektros laidumo keitiklis Elektros laidumo keitiklis Elektros talpa Induktyvumo keitiklis Amerikietiškas laidų matuoklio keitiklis Lygiai dBm (dBm arba dBm), dBV (dBV), vatais ir kt. vienetai Magnetovaros jėgos keitiklis Magnetinio lauko stiprio keitiklis Magnetinio srauto keitiklis Magnetinės indukcijos keitiklis Radiacija. Jonizuojančiosios spinduliuotės sugertos dozės galios keitiklis Radioaktyvumas. Radioaktyvaus skilimo keitiklis Radiacija. Ekspozicijos dozės keitiklis Radiacija. Absorbuotos dozės keitiklis Dešimtainio priešdėlio keitiklis Duomenų perdavimas Tipografijos ir vaizdo apdorojimo vienetų keitiklis Medienos tūrio vienetų keitiklis Molinės masės apskaičiavimas D. I. Mendelejevo cheminių elementų periodinė lentelė

1 kilometras [km] = 6,6845871226706E-09 astronominis vienetas [a. e.]

Pradinė vertė

Konvertuota vertė

metras egzametras petametras terometras gigametras megametras kilometras hektometras dekametras decimetras centimetras milimetras mikrometras mikronas nanometras pikometras femtometras attometras megaparsekas kiloparsekas parsekas šviesmetis astronomijos vienetas lyga karinio jūrų laivyno lyga (JK) jūrų lyga (tarptautinė) lyga (įstatyminė) mylia jūrmylė (internacionalinė jūrmylė) ) mylia (statutory) mylia (JAV, geodezinė) mylia (romėniška) 1000 jardų ilgio vaga (JAV, geodezinė) grandinėlė (JAV, geodezinė) virvė (angl. rope) genus (JAV, geodezinė) pipirų grindys (anglų k.) ) uolektis, pėda pėda (JAV, geodezinė) uolektis jardas pėda pėda (JAV, geodezinė) jungtis (JAV, geodezinė) uolektis (UK) rankos ilgis pirštas nagų colis (JAV, geodezinis) miežių grūdas (angl. barleycorn) tūkstantoji dalis mikrocolis angstrom atominis ilgio vienetas x-vienetas Fermi arpan litavimo tipografinis taškas twip cubit (švedų k.) fathom (švedų k.) kalibras centiinch ken arshin actus (senovės romėnas) vara de tarea vara conuquera vara castellana uolektis (graikų kalba) ilga nendrė nendrė ilga alkūnė pirštas" Planko ilgis klasikinis elektrono spindulys Boro spindulys Žemės pusiaujo spindulėlis Žemės poliarinis spindulys atstumas nuo Žemės iki Saulės Saulės spindulys šviesos nanosekundė šviesos mikrosekundė šviesos milisekundė šviesos sekundė šviesos valanda šviesos diena šviesos savaitė Milijardas šviesmečių Atstumas nuo Kabeliai nuo žemės iki Mėnulio (tarptautiniai) kabelio ilgis (Britanijos) kabelio ilgis (JAV) jūrmylė (JAV) šviesos minutės stovo vienetas horizontalus žingsnis cicero pikselių linija colis (rusų k.) colis pėdos gylis įstrižoji gylis versta riba versta

Konvertuokite pėdas ir colius į metrus ir atvirkščiai

pėda colio

m

Daugiau apie ilgį ir atstumą

Bendra informacija

Ilgis yra didžiausias kūno matas. Trimatėje erdvėje ilgis dažniausiai matuojamas horizontaliai.

Atstumas yra dydis, nurodantis, kokiu atstumu du kūnai yra vienas nuo kito.

Atstumo ir ilgio matavimas

Atstumo ir ilgio vienetai

SI sistemoje ilgis matuojamas metrais. Metrinėje sistemoje taip pat dažnai naudojami išvestiniai vienetai, tokie kaip kilometras (1000 metrų) ir centimetras (1/100 metrų). Šalys, kurios nenaudoja metrinės sistemos, pvz., JAV ir JK, naudoja tokius vienetus kaip coliai, pėdos ir mylios.

Atstumas fizikoje ir biologijoje

Biologijoje ir fizikoje ilgis dažnai matuojamas daug mažesniu nei vienu milimetru. Šiuo tikslu buvo pritaikyta speciali reikšmė – mikrometras. Vienas mikrometras yra lygus 1 × 10⁻⁶ metrui. Biologijoje mikroorganizmų ir ląstelių dydis matuojamas mikrometrais, o fizikoje – infraraudonosios elektromagnetinės spinduliuotės ilgis. Mikrometras taip pat vadinamas mikronu ir kartais, ypač anglų literatūroje, žymimas graikiška raide µ. Taip pat plačiai naudojami ir kiti skaitiklio dariniai: nanometrai (1 × 10⁻⁹ metrai), pikometrai (1 × 10⁻¹² metrai), femtometrai (1 × 10⁻¹⁵ metrai ir attometrai (1 × 10⁻¹⁸ metrai).

Navigacijos atstumas

Siuntimas naudoja jūrmyles. Viena jūrmylė yra lygi 1852 metrams. Iš pradžių jis buvo matuojamas kaip vienos minutės lankas išilgai dienovidinio, ty 1/(60x180) dienovidinio. Tai palengvino platumos skaičiavimus, nes 60 jūrmylių prilygo vienam platumos laipsniui. Kai atstumas matuojamas jūrmylėmis, greitis dažnai matuojamas mazgais. Vienas jūros mazgas yra lygus vienos jūrmylės per valandą greičiui.

Atstumas astronomijoje

Astronomijoje matuojami dideli atstumai, todėl skaičiavimams palengvinti naudojami specialūs dydžiai.

Astronominis vienetas(au, au) yra lygus 149 597 870 700 metrų. Vieno astronominio vieneto reikšmė yra konstanta, tai yra pastovi vertė. Visuotinai pripažįstama, kad Žemė yra vieno astronominio vieneto atstumu nuo Saulės.

Šviesmetis lygus 10 000 000 000 000 arba 10¹³ kilometrų. Tai atstumas, kurį šviesa nukeliauja vakuume per vienus Julijaus metus. Šis dydis mokslo populiarinimo literatūroje naudojamas dažniau nei fizikoje ir astronomijoje.

Parsec maždaug lygus 30 856 775 814 671 900 metrų arba maždaug 3,09 × 10¹³ kilometrų. Vienas parsekas yra atstumas nuo Saulės iki kito astronominio objekto, pavyzdžiui, planetos, žvaigždės, mėnulio ar asteroido, kurio kampas yra viena lanko sekundė. Viena lanko sekundė yra 1/3600 laipsnio arba maždaug 4,8481368 mikroradų radianais. Parsecą galima apskaičiuoti naudojant paralaksą – matomo kūno padėties pasikeitimo efektą, priklausomai nuo stebėjimo taško. Atlikdami matavimus, nutieskite atkarpą E1A2 (iliustracijoje) nuo Žemės (taškas E1) iki žvaigždės ar kito astronominio objekto (taškas A2). Po šešių mėnesių, kai Saulė yra kitoje Žemės pusėje, iš naujos Žemės padėties (taškas E2) į naują to paties astronominio objekto vietą erdvėje (taškas A1) nutiesiamas naujas segmentas E2A1. Šiuo atveju Saulė bus šių dviejų atkarpų sankirtoje, taške S. Kiekvieno atkarpų E1S ir E2S ilgis lygus vienam astronominiam vienetui. Jei atkarpą braižysime per tašką S, statmeną E1E2, ji eis per atkarpų E1A2 ir E2A1 susikirtimo tašką I. Atstumas nuo Saulės iki taško I yra atkarpa SI, lygus vienai parsekai, kai kampas tarp segmentų A1I ir A2I yra dvi lanko sekundės.

Nuotraukoje:

• A1, A2: matoma žvaigždės padėtis
• E1, E2: Žemės padėtis
• S: Saulės padėtis
• I: susikirtimo taškas
• IS = 1 parsek
• ∠P arba ∠XIA2: paralakso kampas
• ∠P = 1 lanko sekundė

Kiti vienetai

lyga- pasenęs ilgio vienetas, anksčiau naudojamas daugelyje šalių. Jis vis dar naudojamas kai kuriose vietose, pavyzdžiui, Jukatano pusiasalyje ir Meksikos kaimo vietovėse. Tai atstumas, kurį žmogus nuvažiuoja per valandą. Jūrų lyga – trys jūrmylės, maždaug 5,6 kilometro. Lieu yra vienetas, maždaug lygus lygai. Anglų kalba ir lygos, ir lygos vadinamos tuo pačiu, League. Literatūroje lyga kartais aptinkama knygų pavadinimuose, pavyzdžiui, „20 000 lygų po jūra“ - garsiajame Žiulio Verno romane.

Alkūnė- senovės reikšmė, lygi atstumui nuo vidurinio piršto galiuko iki alkūnės. Ši vertybė buvo plačiai paplitusi senovės pasaulyje, viduramžiais ir iki pat naujųjų laikų.

Kiemas naudojamas Didžiosios Britanijos imperatoriškoje sistemoje ir yra lygus trims pėdoms arba 0,9144 metro. Kai kuriose šalyse, pavyzdžiui, Kanadoje, kur taikoma metrinė sistema, jardai naudojami audiniams ir baseinų bei sporto aikštynų ir aikštelių, pavyzdžiui, golfo ir futbolo aikštynų, ilgiui matuoti.

Skaitiklio apibrėžimas

Skaitiklio apibrėžimas buvo keletą kartų pakeistas. Metras iš pradžių buvo apibrėžtas kaip 1/10 000 000 atstumo nuo Šiaurės ašigalio iki pusiaujo. Vėliau metras buvo lygus platinos-iridžio etalono ilgiui. Vėliau matuoklis buvo prilygintas kriptono atomo elektromagnetinio spektro oranžinės linijos bangos ilgiui ⁸⁶Kr vakuume, padaugintam iš 1 650 763,73. Šiandien metras apibrėžiamas kaip atstumas, kurį šviesa nukeliauja vakuume per 1/299 792 458 sekundės.

Skaičiavimai

Geometrijoje atstumas tarp dviejų taškų A ir B su koordinatėmis A(x₁, y₁) ir B(x2, y₂) apskaičiuojamas pagal formulę:

Vienetų konvertavimo keitiklyje skaičiavimai " Ilgio ir atstumo keitiklis“ yra atliekami naudojant unitconversion.org funkcijas.

Astronominis vienetas (AU)- istoriškai nustatytas atstumų matavimo vienetas astronomijoje, lygus 149´597´870,610 km.

Astronominis vienetas maždaug lygus vidutiniam atstumui tarp Žemės ir Saulės masės centrų (t.y. vidutinis Žemės orbitos spindulys; atstumas nuo Žemės iki Saulės).

Būtent astronominis vienetas lygus apskritimo orbitos spinduliui, kurio apsisukimo laikotarpis, jei nepaisytume visų Saulės sistemos kūnų, išskyrus Saulę, būtų tiksliai lygus Žemės apsisukimo laikotarpiui. Pusiau didžioji Žemės orbitos ašis yra 1,000000036406 AU. e.

Jis daugiausia naudojamas atstumams tarp Saulės sistemos objektų, išorinių saulės sistemų ir tarp dvigubų žvaigždžių komponentų matuoti.

Istorija

Nuo tada, kai atsirado heliocentrinė sistema, o ypač Keplerio dangaus mechanika, santykiniai atstumai Saulės sistemoje (išskyrus per arti esantį Mėnulį) tapo žinomi labai tiksliai. Kadangi Saulė yra centrinis sistemos kūnas, o Žemė, besisukanti beveik apskrita orbita, yra stebėtojų vieta, natūralu šios orbitos spindulį imti kaip kitimo vienetą. Tačiau nebuvo galimybės patikimai išmatuoti šio vieneto vertės, tai yra palyginti ją su žemiškomis svarstyklėmis. Saulė yra per toli, kad būtų galima patikimai išmatuoti paralaksą nuo Žemės. Atstumas iki Mėnulio buvo žinomas, tačiau remiantis XVII amžiuje žinomais duomenimis, nebuvo įmanoma įvertinti atstumų santykio iki Saulės ir Mėnulio – Mėnulio stebėjimas neužtikrina reikiamo tikslumo, Žemės ir Saulės masių santykis taip pat nebuvo žinomas.

1672 m. Giovanni Cassini kartu su savo bendradarbiu Jeanu Richet išmatavo Marso paralaksą. Kadangi Žemės ir Marso orbitos parametrai buvo išmatuoti labai tiksliai, tapo įmanoma nustatyti astronominio vieneto vertę – šiuolaikiniais vienetais 146 mln.

Vėliau buvo atlikti patobulinti astronominio vieneto matavimai, naudojant Veneros tranzitus per Saulės diską. Asteroido Eroso priartėjimas prie Žemės 1901 metais ir jo paralakso matavimai leido gauti dar tikslesnį įvertinimą.

Planetinio radaro pagalba buvo patobulintas astronominis vienetas. Veneros išsidėstymas 1961 metais nustatė, kad astronominis vienetas yra lygus 149´599´300 km. Klaidos galimybė neviršijo ±2000 km. Pakartotinis Veneros radiolokacinis tyrimas 1962 m. leido sumažinti šį neapibrėžtumą ir išsiaiškinti astronominio vieneto vertę: paaiškėjo, kad ji yra 149´598´100±750 km. Paaiškėjo, kad iki 1961 metų vietos AE reikšmė buvo žinoma 0,1% tikslumu.

Kosminių atstumų matavimo užduotis astronomams kilo nuo seniausių laikų. Vienoje iš problemų mes jau aptarėme šiuolaikinius atstumų iki tolimų galaktikų matavimo metodus. Tačiau visas šis epas su atstumų matavimu prasidėjo nuo mums artimiausių Saulės sistemos objektų.

Čia taikome paralakso metodą, kuris remiasi tuo, kad yra konkretus dangaus objektas ne per daug toli, o jo padėtis danguje priklauso nuo to, iš kur į jį žiūrite. Beje, panašiai veikia ir stereoskopinis mūsų akių suvokimas, kurio pagalba smegenys nustato apytikslį atstumą iki objektų: kairė ir dešinė akis objektą mato skirtingais (nors ir artimais) kampais. Žinodami kampus ir atstumus tarp akių – taip vadinamą bazinį ilgį – galite gana tiksliai įvertinti atstumą iki objekto (1 pav.).

Geodezijoje toks atstumų matavimo būdas vadinamas trianguliacija. Na, o astronomijoje paralaksai yra tiksliausias būdas apskaičiuoti atstumus iki arčiausiai mūsų esančių žvaigždžių. Šiuo atveju Žemės orbitos pusiau ašis imama pagrindu, o žvaigždės kampinė padėtis nustatoma du kartus su šešių mėnesių intervalu. Bet nuo ko viskas prasidėjo? Kaip sužinoti Žemės orbitos dydį?

Astronominis vienetas (vidutinis atstumas nuo Žemės iki Saulės) - vienas iš pagrindinių atstumų erdvėje standartų - buvo priimtas po to, kai Kepleris pasiūlė ir pateisino heliocentrinę sistemą, kurioje Žemė sukasi aplink Saulę (beveik) apskritimu. orbita. Natūralus sprendimas buvo matavimo vienetu paimti šios orbitos spindulį.

Dabar Žemės orbitos parametrai matuojami labai tiksliai, bet tada, XVIII amžiuje, astronomija atsidūrė aklavietėje. Iki to laiko mokslininkai sugebėjo nustatyti atstumus iki daugelio Saulės sistemos planetų, išreikšdami juos astronominiais vienetais. Tačiau pati astronominio vieneto vertė žmonėms pažįstamais vienetais (pavyzdžiui, kilometrais) nebuvo tiksliai žinoma.

Tuo pačiu metu Žemės spindulys jau išmatuotas gana tiksliai. Taigi, bazės vertė buvo patikimai žinoma, o tereikėjo išmatuoti paralaktinį kampą bet kuriam Saulės sistemos objektui, iki kurio buvo žinomas santykinis atstumas astronominiais vienetais.

Todėl viso pasaulio astronomai labai tikėjosi, kad 1761 ir 1769 metais Venera praskris per Saulės diską. Tinkamai organizuotas šio reiškinio stebėjimas potencialiai leistų išmatuoti Veneros paralaksą Saulės paralakso atžvilgiu (tiksliau, jų skirtumą) ir, žinant Žemės spindulį (pagrindo ilgį), sužinoti astronominį vienetą.

Faktas yra tas, kad iš skirtingų Žemės taškų Veneros perėjimas per Saulės diską atrodo skirtingai (2 pav.). Jei būtų galima šias trajektorijas išmatuoti skirtinguose taškuose, tai problema būtų išspręsta, nes tada galima arba tiesiogiai rasti šių trajektorijų kampinius matmenis, arba kelionės laiką ir iš to rasti reikiamą. Taip ir atsitiko: dėl stebėjimų, vykusių įvairiose Žemės rutulio vietose, mokslininkams pavyko gana tiksliai nustatyti astronominio vieneto vertę.

Visų pirma, Thomas Hornsby gavo maždaug 93 726 900 Anglijos mylių (150 838 449 km) atstumo nuo Žemės iki Saulės vertę, kuri yra labai artima tiesai.

Ši problema siūlo atlikti panašius Veneros paralakso matavimus.

Užduotis

Pateikiamos dvi Veneros perėjimo nuotraukos, darytos vienu metu 2012 m. birželio 5 d. 22:25:52 UTC (4 pav.). Kairėje yra nuotrauka, daryta Prinstone, Naujajame Džersyje. Dešinėje yra nuotrauka, daryta iš Haleakala ugnikalnio viršūnės Maui saloje, Havajuose.

Veneros disko vietos skirtumai yra susiję su paralaksu. Yra žinoma, kad atstumas nuo Žemės iki Veneros nuotraukos darymo metu buvo 0,2887 AU. e., atstumas iki Saulės yra 1,0147 a. y., Saulės kampinis dydis yra 31,57 lanko minutės, o efektyvusis Žemės spindulys gali būti 6378,1 km. Kai buvo darytos nuotraukos, Venera buvo beveik tiksliai savo zenite Havajuose. Apibrėžkite Pagal šiuos duomenis ir nuotraukas atstumas nuo Žemės iki Saulės.

1 patarimas

Bendru atveju pagrindo ilgio nustatymas yra gana sudėtingas klausimas. Tačiau nuotraukos darymo metu Saulė Maui saloje buvo beveik tiksliai savo zenite. Tai galite patikrinti naudodami Stellarium programą, nustatydami dabartinę padėtį Havajuose ir 12 valandų 25 minučių laiką 2012 m. birželio 5 d.

Tokiu atveju nesunkiai nustatomas pagrindo ilgis (5 pav.).

2 patarimas

Prieš ką nors matuodami, turite atsižvelgti į tai, kad nuotraukos buvo padarytos atsitiktine fotoaparato orientacija, todėl norint išmatuoti tikrąjį Veneros poslinkį, turite jas teisingai suderinti. Tai galima padaryti naudojant saulę, tiksliau, saulės dėmes kaip foną. Tiesa, tada išmatuotas paralaksas bus santykinis, nes Saulė taip pat turi savo paralaksą.

Sprendimas

Pasvarstę galite palyginti du siūlomus Veneros vaizdus Saulės diske grafikos rengyklėje. Kadangi Saulės ribos yra gana neryškios dėl debesų ir tamsėjimo link krašto, galite sutelkti dėmesį į saulės dėmes. Pakanka sujungti tris poras dėmių. Štai ką jūs gaunate (nuotraukos šiek tiek apdorotos, kad paryškintumėte kraštus):

Tada randame dviejų Veneros siluetų centrus (7 pav.). Kadangi vis dar dirbame su vaizdais, atstumus galime matuoti pikseliais, bet tada, žinoma, teks viską konvertuoti į „normalius“ ilgio vienetus. Centrų koordinatės yra tokios: C 1 (raudonas centras 7 pav.) - X: 624,5 px, Y: 317 piks., C 2 - X: 631,5 px, Y: 324,5 px.

Dabar apskaičiuojame santykinį Veneros paralaksą (taip pat pikseliais):

\[ p=\sqrt((624(,)5-631(,)5)^2+(317-324(,)5)^2)=10(,)3\pm0(,)25~\text (px). \]

Galite gauti kitą skaičių, bet tai gerai, nes šios reikšmės yra santykinės, o konkrečios jų reikšmės priklauso nuo nuotraukų dydžio ir skiriamosios gebos.

Saulės skersmuo taip pat gali būti matuojamas pikseliais (8 pav.), ir tai duos konversijos skalę. Iš mūsų nuotraukų paaiškėja, kad D s= 936±1 px, o tai atitinka 31,57±0,005 lanko minutės arba 1894,2±0,3 lanko sekundės reikšmę. Vadinasi, 1 px = 2,024±0,002 lanko sekundės.

Mes nustatome, kad Veneros paralaksas (santykyje su Saule) yra lygus

p vs= 10,3·2,024 = 20,9±0,5 lanko sekundės.

Kadangi norime rasti absoliučią astronominio vieneto vertę, mus domina absoliutus Veneros paralaksas. Atkreipkite dėmesį į pav. 9. Ant jo p v Ir ps- tai tikrieji Veneros ir Saulės paralaksai, ir p vs- Veneros paralaksas Saulės atžvilgiu (ką mes apskaičiavome aukščiau). Iš paveikslo aišku, kad p vs = p v − ps.

Kadangi kampai maži, mažiems kampams naudosime apytiksles lygybes: sin φ ≈ tan φ ≈ φ radianais. Tada Fig. 9: d ⊥ /EV ≈ p v, d ⊥ /ES ≈ ps, Kur EV Ir ES- atitinkamai atstumai nuo Žemės iki Veneros ir Saulės. Iš čia randame tikrąjį paralaksą:

\[ p_v=\frac(p_(vs))(1-\frac(EV)(ES))=29(,)2\pm 0(,)7~\text(lankos sekundės). \]

Naudodami bet kurią kartografavimo paslaugą su atstumų Žemės paviršiuje matavimo funkcija (ar kitu būdu), nustatome, kad trumpiausias atstumas tarp dviejų stebėjimo taškų yra 7834 km (10 pav.). Tai yra lanko AB ilgis Fig. 9. Tada α ≈ 1,2282 radiano ir pamato ilgį galima rasti: d⊥ ≈ 6007,6 km.

Lieka paprasčiausias dalykas. Žinodami bazinį ilgį ir paralaksą, galite rasti atstumą iki Veneros: d v = d ⊥ /p v=42±1 mln km. Ir kadangi yra žinoma, kad santykinis atstumas iki Veneros astronominiais vienetais yra 0,2887 a. e., tada gauname, kad 1 a. e. = 147±3 mln. km. Šių skaičiavimų tikslumą būtų galima žymiai pagerinti naudojant didesnės raiškos vaizdus.

Pokalbis

Nenuostabu, kad pirmieji daugiau ar mažiau tikslūs astronominio vieneto vertės matavimai buvo atlikti būtent Veneros tranzito pagalba. Pati Saulė buvo gana prastas kandidatas tokiems stebėjimams, nes ji nėra taškinis objektas, be to, kampų matavimai XVIII amžiuje buvo gana netikslūs. Dėl tos pačios priežasties buvo gana sunku išmatuoti Marso paralaksą.

Pati Venera, kuri žemesnėje jungtyje yra arčiau Žemės nei Marsas, taip pat nėra labai patogi. Faktas yra tas, kad šioje padėtyje Venera yra tiesiai tarp Žemės ir Saulės ir todėl yra plona halo juosta. O dėl pačios Saulės šiuo atveju labai sunku išmatuoti Veneros kampinę padėtį fono žvaigždžių atžvilgiu. Todėl porinis Veneros perėjimas per Saulės diską 1761 ir 1769 metais tapo išties grandioziniu įvykiu to meto mokslo pasaulyje.

Su paralaksu ir astronominiu vienetu siejamas dar vienas ilgio matas, dažnai randamas astrofizikoje ir kosmologijoje. Kaip minėta aukščiau, taikydami paralakso metodą, astronomai šiandien matuoja atstumus iki artimiausių objektų, esančių už Saulės sistemos ribų (11 pav.)

Dėl Žemės apsisukimo aplink Saulę žvaigždės vaizdas tolimųjų žvaigždžių, kurioms netaikomas (arba daug mažiau) paralakso efektas, fone šiek tiek pasislinks (paralakso kampu). Pagal apibrėžimą, jei žvaigždės paralaksas yra 1 lanko sekundė, tada žvaigždė yra 1 parseko (sutrumpintai pc) atstumu, o tai yra maždaug 3,26 šviesmečio. Kitaip tariant, 1 parsekas yra atstumas, nuo kurio Žemės ir Saulės sistemos kampinis dydis yra tik 1 lanko sekundė.

Atstumas iki artimiausios žvaigždės Proxima Centauri yra 1,301 parseko. Mūsų galaktikos centras yra 8000 parsekų (8 kiloparsekų). Artimiausia didelė galaktika Andromeda yra 778 kpc.

Astrofizikoje ir kosmologijoje naudojamas šis atstumų matavimo vienetas, o ne šviesmečiai, kaip daugelis galvoja. Pavyzdžiui, Hablo konstanta pagal Plancko teleskopą yra maždaug lygi 68 km/s/Mpc, tai yra po kiekvieno megaparseko (milijono parsekų) galaktikų „pabėgimo“ greitis dėl išsiplėtimo. Visata padidėja 68 km/s.

Atstumų matavimas kosmologijoje, kaip minėta aukščiau, yra svarbiausia problema, su kuria astronomai susiduria daugelį dešimtmečių.

Iš esmės paralakso metodas matuoja atstumus iki kelių šimtų parsekų. Tačiau čia yra ir savotiškas rekordas. Jis buvo pristatytas Hablo teleskopu, kuris galėjo išmatuoti tikslų žvaigždžių paralaksą iki 5000 parsekų atstumu! Norėdami tai padaryti, teleskopui reikėjo 20 mikroarkinių sekundžių skiriamosios gebos (naudojant stebėjimo kaupimo techniką, kuri pagerino matavimo tikslumą esant ribotai skyrai). Tai tarsi iš Žemės skaitymas užrašas ant popieriaus lapo, kurį laiko astronautas Mėnulyje.

Tolesni atstumai matuojami kitais būdais, pavyzdžiui, naudojant standartines žvakes (tokias kaip supernovos, RR Lyrae žvaigždės, cefeidai ir kt.). Problema ta, kad visi šie matavimai priklauso nuo konkrečių modelių, todėl nėra nepriklausomi. Norėdami tai padaryti, jie turi būti sukalibruoti naudojant nuo modelio nepriklausomus metodus, tokius kaip paralaksas.

Tačiau šie modeliai taip pat turi savo pritaikomumo ribas, kurias peržengus reikalingi nauji metodai, kuriuos vėlgi reikia sukalibruoti naudojant senus. Ši metodų sistema, kurių kiekvienas veikia su tolimesniais objektais, bet kalibruojamas šalia esančiuose objektuose ankstesniais metodais, vadinama kosmologinėmis atstumų „kopėčiomis“ (taip pat žr. M. Musino straipsnį „Žvaigždė kalba su žvaigžde“). Ir šios kopėčios kyla būtent iš šios problemos ištirto metodo.

Savo skaičiavimams astronomai naudoja specialius matavimo vienetus, kurie ne visada yra aiškūs paprastiems žmonėms. Tai suprantama, nes jei kosminiai atstumai būtų matuojami kilometrais, tai nulių skaičius raibtų akis. Todėl kosminiams atstumams matuoti įprasta naudoti daug didesnius kiekius: astronominį vienetą, šviesmetį ir parseką.

Gana dažnai naudojamas nurodyti atstumus mūsų gimtojoje Saulės sistemoje. Jei galime jį išreikšti ir kilometrais (384 000 km), tai artimiausias kelias iki Plutono yra maždaug 4 250 milijonų km, ir tai bus sunku suprasti. Tokiems atstumams laikas naudoti astronominį vienetą (AU), lygų vidutiniam atstumui nuo žemės paviršiaus iki Saulės. Kitaip tariant, 1 a.u. atitinka mūsų Žemės orbitos pusiau didžiosios ašies ilgį (150 mln. km). Dabar, jei parašysite, kad trumpiausias atstumas iki Plutono yra 28 AU, o ilgiausias kelias gali būti 50 AU, tai įsivaizduoti daug lengviau.

Kitas pagal dydį yra šviesmetis. Nors ten yra žodis „metai“, nereikėtų manyti, kad kalbame apie laiką. Vieni šviesmečiai yra 63 240 AU. Tai kelias, kurį šviesos spindulys nukeliauja per 1 metus. Astronomai apskaičiavo, kad iš tolimiausių Visatos kampelių šviesos spindulys mus pasiekia per daugiau nei 10 milijardų metų. Norėdami įsivaizduoti šį milžinišką atstumą, parašykite jį kilometrais: 95000000000000000000000. Devyniasdešimt penki milijardai trilijonų įprastų kilometrų.

Mokslininkai pradėjo spėlioti, kad šviesa sklinda ne akimirksniu, o tam tikru greičiu, pradedant 1676 m. Būtent tuo metu danų astronomas, vardu Ole Roemer, pastebėjo, kad vieno iš Jupiterio palydovų užtemimai pradėjo vėluoti, o tai įvyko būtent tada, kai Žemė skriejo savo orbita į priešingą Saulės pusę, priešingą pusę. kur buvo Jupiteris. Praėjo šiek tiek laiko, Žemė pradėjo judėti atgal, o užtemimai vėl artėjo prie ankstesnio grafiko.

Taigi buvo pastebėtas apie 17 minučių laiko skirtumas. Iš šio stebėjimo buvo padaryta išvada, kad šviesai nukeliauti Žemės orbitos ilgio atstumą prireikė 17 minučių. Kadangi buvo įrodyta, kad orbitos skersmuo yra maždaug 186 milijonai mylių (dabar ši konstanta yra 939 120 000 km), paaiškėjo, kad šviesos spindulys juda maždaug 186 tūkstančių mylių per sekundę greičiu.

Jau mūsų laikais dėka profesoriaus Alberto Michelsono, kuris ėmėsi kuo tiksliau nustatyti, kas yra šviesmetis, naudojant kitokį metodą buvo gautas galutinis rezultatas: 186 284 mylios per 1 sekundę (apie 300 km/s). Dabar, jei suskaičiuotume sekundžių skaičių per metus ir padaugintume iš šio skaičiaus, gautume, kad šviesmečiai yra 5 880 000 000 000 mylių ilgio, o tai atitinka 9 460 730 472 580,8 km.

Praktiniais tikslais astronomai dažnai naudoja atstumo vienetą, vadinamą parseku. Jis lygus žvaigždės poslinkiui kitų dangaus kūnų fone 1"", kai stebėtojas pasislenka 1 spinduliu