Анализируя эволюцию живых организмов на Земле, ученые пришли к выводу о значимости среднего расстояния от Земли до Солнца, которое составляет примерно 0,000004848 парсека или около 150 миллионов километров. Длительное время требовалось для определения этого значения, и только с наступлением научно-технической революции вопрос был окончательно разрешен.

Точное расстояние

Расстояние между Землей и Солнцем, измеряемое в километрах, приблизительно равно 149.6 миллионам км, это значение получено в ходе расчетов в 2016 году и указано в Википедии. Однако, в 2018 году, точное значение расстояния было измерено 6 июля и составило 152 095 566 км. Точная удаленность Земли от Солнца зависит от позиции планеты на ее орбите вокруг этой звезды. Учитывая, что орбита имеет эллиптическую форму, расстояние между Землей и Солнцем постепенно изменяется. Это явление является причиной смены времен года на нашей планете.

Интересно отметить, что удаленность Земли от Солнца не влияет на изменение климата, несмотря на распространенное заблуждение. Фактически, максимальное расстояние мы достигаем в июле, когда оно составляет 152 миллиона км. Зимой, в январе, мы находимся ближе всего к Солнцу, с минимальным расстоянием между ними всего 147.1 миллиона км (можно округлить до 147 миллионов км). Средняя удаленность составляет примерно 149 500 000 км, с возможной погрешностью в 17 000 км. Это значение составляет всего 0,0001 от общего промежутка. Ученые классифицируют расстояния между Землей и Солнцем на три вида: минимальное, среднее и максимальное.

Астрономическая единица

Среднее расстояние между Землей и Солнцем, которое также известно как астрономическая единица (а.е.), составляет около 149 миллионов километров. Эта единица используется для измерения расстояний между объектами в космосе. В России она обозначается как «а. е.», а международно принятое обозначение — «au» или «Astronomical unit». В 2012 году было установлено точное значение астрономической единицы, равное 149 597 870 700 метров. После этого ее официально включили в Международную Систему Единиц. Однако, стоит отметить, что она является изменчивой величиной. Для простых вычислений можно использовать округленное значение в 1496 * 10^11 метров. Ниже приведено видео, где подробно объясняется среднее расстояние до Солнца.

В 2004 году российские ученые Виктор Брумберг и Григорий Красинский пришли к выводу, что каждый год Земля удаляется от Солнца все больше и больше. Хотя это удаление может показаться незначительным, так как в год оно составляет всего 15 сантиметров, со временем оно накапливается. Так, каждые 10 лет расстояние увеличивается на 1,5 метра, а каждые 100 лет — на 15 метров. Точная причина этого постепенного удаления космических тел друг от друга долгое время оставалась неизвестной. Однако ученые выдвинули много интересных гипотез.

Приливы и отливы

По одной из версий, расстояние между Землей и Солнцем увеличивается из-за ослабления гравитационного притяжения. Предполагается, что Солнце теряет свою массу из-за солнечного ветра, который также называется звездным ветром и является общим явлением для всех звезд. Звездный ветер – это непрерывный поток ионов, испускаемых солнечной короной или внешними слоями атмосферы звезды. Однако скорость увеличения расстояния между Землей и Солнцем превышает расчеты, основанные на этой гипотезе.

В 2009 году японские исследователи предложили другую идею, согласно которой увеличение расстояния между Землей и Солнцем является результатом приливных сил. Приливные силы деформируют тела, на которые они действуют, в поле тяготения. Например, Луна воздействует на Землю и вызывает приливы. Аналогично Земля воздействует на Солнце, несмотря на большую разницу в их размерах.

Гравитационное взаимодействие Земли и Солнца приводит к удлинению периода обращения Солнца вокруг его оси, а Земля постепенно удаляется от Солнца. Также Луна замедляет период вращения Земли вокруг ее оси, из-за чего Земля и Луна медленно отдаляются друг от друга. За каждый год расстояние между ними увеличивается на 4 сантиметра. На данный момент расстояние до Луны составляет 384 467 километров.

В астрономии рекомендуется периодически обновлять все измерения и вычисления с использованием астрономической единицы. Однако из-за того, что значение в 15 сантиметров в космических масштабах является незначительным, астрономическая единица продолжает использоваться повсеместно для выражения расстояний.

Афелий и перигелий

Точка на орбите небесного тела, наиболее удаленная от Солнца, называется «афелий». У Земли афелий на солнечной орбите находится на расстоянии в 152 миллиона километров. Термин «перигелий» относится к точке на орбите, наиболее близкой к Солнцу. Этот отрезок составляет 147 миллионов километров. Название «афелий» образовано от слова «гелиос», что означает «Солнце», и «пери», что обозначает «рядом». Если речь идет о точке на орбите Земли, наиболее близкой к ней, то она называется «перигей». Аналогично, для небесного тела на орбите Луны такая точка называется «периселений». Ближайшую точку на орбите Плутона называют «перигадий».

Измерения в Древней Греции

Аристарх Самосский

В III веке до н.э. Аристарх Самосский, ученый древности, сделал предположение, связанное с отраженным светом Луны. Он представил расстояние между Луной и Землей в виде прямоугольного треугольника. Согласно его теории, этот треугольник образуется в периоды месяца, когда Луна имеет форму полудиска с одной ровно обрезанной стороной. В этом случае расстояние от Земли до Луны будет являться катетом, в то время как расстояние между Землей и Луной будет являться гипотенузой этого треугольника.

Аристарх предложил использовать геометрическое соотношение между катетом и гипотенузой для определения расстояния до Солнца. Согласно его расчетам, это соотношение составляет 1:19. Однако точное определение момента, когда Луна находится в вершине прямого угла, невозможно с помощью визуального наблюдения. Малейшие неточности могут привести к значительному отклонению от реального положения. Фактическое расстояние между Землей и Солнцем в 20 раз превышает расчеты Аристарха. В конечном итоге, расстояние от Земли до Солнца в 400 раз больше, чем расстояние от Земли до Луны.

Гиппарх Никейский

Во II веке до н.э. Гиппарх Никейский использовал метод подобия треугольников для измерения расстояния до Солнца. Он основывался на наблюдениях за лунными затмениями и использовал радиус Земли в качестве единицы измерения. Во время затмения, когда Луна находится в тени Земли, тень принимает коническую форму и почти полностью блокирует свет, отраженный Луной. Интересный эффект возникает из-за равенства размеров Луны и земной тени — с Земли виден только серебристый ореол вокруг Луны.

Гиппарх Никейский начертил треугольники, в которых стороны проходят через центры космических тел вдоль их диаметров. Он использовал эти треугольники для определения расстояния между Солнцем и Землей. Он пришел к выводу, что эта дистанция превышает расстояние от Земли до Луны в том же соотношении, в котором разность радиусов этих тел превосходит разность радиуса Земли и радиуса земной тени на Луне.

Чтобы определить радиус земного спутника, Гиппарх Никейский совершил несколько измерений с помощью обычных инструментов для определения углов. Используя полученные данные, он вычислил, что расстояние между Землей и Солнцем составляет 382 тысячи километров. Это были самые точные результаты, полученные учеными древности, и ни одно другое древнее исследование не достигло таких значительных успехов в этой области к настоящему времени.

Рихер и Кассини

Первые точные измерения расстояний между космическими объектами были выполнены учеными Рихером и Кассини. Они изучали движение Марса на звездном небе и использовали геометрические вычисления. В 1672 году они смогли определить расстояние между Землей и Солнцем, которое оказалось равным 139 миллионам километров. Рихер проводил свои наблюдения в Гвиане, а Кассини — во Франции.

Для определения расстояния до Марса, ученые сравнили результаты своих измерений и использовали эти данные для геометрических расчетов, чтобы определить правильное расстояние до Солнца. Однако результаты исследований Кассини оказались значительно недооцененными. По его оценкам, расстояние отличалось на 7% от реального значения.

Изучение расстояний в космосе было важным шагом в понимании структуры и размеров нашей Солнечной системы. Эти первые измерения стали отправной точкой для дальнейших исследований и развития астрономии.

Метод параллакса

В своих исследованиях ученые использовали метод параллакса для измерения расстояний. Параллакс — это изменение в положении ближнего объекта на фоне более удаленных объектов, которое становится заметным при изменении точки обзора. Для использования метода параллакса необходимо знать расстояние смещения наблюдателя и угол смещения объекта. Затем можно вычислить нужные расстояния в треугольнике, используя геометрические операции.

В древние времена утверждение о неподвижности плоской Земли было обосновано через параллакс. Отсутствие заметных смещений в положении звезд на небосводе при изменении точки наблюдения указывало на это. Однако уже тогда существовали сомнения в этом утверждении. Некоторые предполагали, что удаленность звезд слишком велика, чтобы заметить смещение при путешествиях на «небольшие» расстояния.

С течением времени инструменты для измерения космических расстояний стали более совершенными и точными. Они позволили определить параллакс космических объектов на звездном небе. В этом случае используется не радиус Земли, а средний радиус орбиты. Для вычисления расстояния до звезды применяется формула: r = 206265/π.

Радиолокация

Ответ на вопрос о расстоянии до Солнца был получен с использованием радиолокации. Ранее расстояние до ближайших космических объектов определялось путем передачи импульса и его отражения от небесных тел. Этот метод использовал специальные приборы для приема и анализа отраженного импульса. При этом учитывалось время, затраченное на его путешествие.

Для определения расстояния до Солнца наиболее эффективно использовать длинные волны, длина которых составляет от 5 до 15 километров. Более короткие волны поглощаются атмосферой Солнца.

Дистанция до Солнца определяется исходя из расстояния до крайней точки его фотосферы — самого верхнего слоя атмосферы звезды. Фотосфера имеет толщину около 300-400 километров и является источником оптического излучения, доходящего до Земли.

Атмосфера Солнца состоит из трех уровней оболочки: фотосферы, хромосферы и короны. Хромосфера обнаруживается во время полного солнечного затмения и имеет розоватый окрас. Корона — самый внешний слой оболочки Солнца, от которого исходит солнечный ветер.

Определение расстояния с использованием лазерной локации представляет только техническую сложность — необходимо наличие работающего лазера. Этот метод работает по аналогии с радиолокацией, при которой лазерный импульс отправляется на удаленный объект и возвращается для измерения его времени путешествия. Это позволяет определить расстояние до удаленных объектов с точностью до нескольких сантиметров.

Однако точность радиолокационного изучения пространства ограничена несколькими километрами. Таким образом, изучение свойств звезды представляет сложности из-за ее особенностей.

Скорость света

Интересно, сколько времени требуется свету, чтобы достичь Земли. Луч Солнца передвигается со скоростью 300.000.000 м/с и достигает Земли за всего 8 минут. В масштабах космоса это очень небольшой промежуток времени. Исследователи занимаются изучением объектов, расположенных на значительном удалении от Земли, на многие световые годы. Световой год — это огромное расстояние, которое свет проходит за год, равное 9460 миллиардам километров или 63241,1 астрономической единице. Еще одна единица измерения удаленности космических объектов — парсек. Он соответствует 3,26 световым годам. Парсек получил свое название от сочетания слов «параллакс» и «секунда». Параллаксные дистанции измеряются с использованием парсеков, основываясь на изменении положения звезд при смене положения Земли на орбите вокруг Солнца.

Дистанции

Расстояние от Земли до звезды составляет 1,496 * 10 в 11 степени километров. За один день Земля совершает полный оборот вокруг Солнца. Площадь поверхности Земли равна 510 миллионам квадратных километров. Точное положение Солнца зафиксировано в эфемериде, где приведены координаты астрономических объектов. В этих таблицах были измерены координаты Солнца в определенные моменты суток. Среднее расстояние от центра Солнца, по данным таблицы, равно 1,49610 в 13 степени сантиметров. Хотя это число может показаться небольшим, на самом деле оно означает, что его нужно умножить само на себя 13 раз. Эти данные актуальны на 1995 год. Чтобы наглядно оценить масштабы в пределах Солнечной системы, перечислим примерные расстояния до некоторых планет в порядке удаления от Солнца. Земля находится на расстоянии 149,6 миллионов километров от Солнца, Юпитер – 778,5 миллионов километров, Уран – 2,9 миллиарда километров, а Нептун – 4,5 миллиарда километров.

Расстояние от Земли до Солнца: минимальное, среднее и максимальное

Минимальное расстояние от Земли до Солнца называется афелием и составляет примерно 147 миллионов километров.

Среднее расстояние от Земли до Солнца называется астрономическая единица (АЕ) и составляет примерно 149,6 миллионов километров.

Максимальное расстояние от Земли до Солнца называется перигелием и составляет примерно 152 миллиона километров.