Предефинирано измерване на разстоянието Земя-Слънце

Слънчево излъчване, 26 август 1997 г.

Астрономическата единица веднъж разчиташе на математическо уравнение, за да осигури стойността си за разстоянието от Земята до Слънцето. (Изображение кредит: Консорциумът SOHO-EIT)



Една от силните астрономически единици току -що се промени. Международният астрономически съюз, авторитетът по астрономическите константи, гласува единодушно за предефиниране на астрономическата единица, конвенционалната единица за дължина въз основа на разстоянието между Земята и Слънцето.

„Новото определение е много по -просто от старото“, казва Сергей Клионер от Техническия университет в Дрезден, Германия, един от група учени, работили десетилетия за промяната, която влезе в сила миналия месец по време на заседание на IAU

Според новото определение, астрономическа единица (или AU)-измерването, използвано за Разстояние Земя-Слънце - вече не е в движение, в зависимост от продължителността на деня и други променящи се фактори. Сега това е фиксиран брой: 149 597 870 700 метра, което е еквивалент на почти 92,956 милиона мили.



Клионър обясни, че по -простото определение е полезно например за учени, които формулират ефемериди - таблици, които дават точното положение на астрономическите обекти в небето. Те използват астрономическата единица за изчисляване на движението на телата в Слънчевата система. [Слънчева система, обяснена отвътре навън (инфографика)]

„По-широката общност от астрономи сега може по-добре, с по-малко усилия, да разбере какво правят техните колеги-астрономи, които са експерти в планетарните ефемериди-и как те произвеждат високоточните теории за движението в Слънчевата система“, каза той за SPACE .com по имейл.

Преразглеждането също улеснява разбирането на устройството за инженери, софтуерни дизайнери и студенти, отбелязват Клионер и колегата му Никол Капитайн от Парижката обсерватория.



В същото време предефинирането може да служи като епитафий към отминалата епоха, когато учените, свързани със Земята, зависеха от ъглите на видимост, за да изчислят небесните разстояния.

Установено звено

Липсвайки точни инструменти, ранните астрономи разчитаха силно на ъглите, за да изчислят размера на Вселената. Чрез изучаване на Марс от две отделни точки на Земята, италианският астроном от 17-ти век Джовани Касини успя да използва тригонометрия за изчисляване на разстоянието от Земята до Слънцето само с около 6 % грешка.



„Изразяването на разстояния в астрономическата единица позволи на астрономите да преодолеят трудностите при измерването на разстояния в някаква физическа единица“, каза Капитайн пред demokratija.eu по имейл. 'Подобна практика беше полезна в продължение на много години, тъй като астрономите не бяха в състояние да правят измервания на разстоянието в Слънчевата система толкова точно, колкото могат да измерват ъглите.'

Съвременните инструменти могат да достигнат до няколко метра от точно определящи разстояния от близо 150 милиарда метра (150 милиона километра) или около 93 милиона мили.

В крайна сметка астрономическата единица се дефинира чрез математически израз, който включва масата на слънцето , продължителността на деня и фиксирано число, известно като Гаусова гравитационна константа. Тъй като Земята обикаля около звездата си по елипса, а не по кръг, продължителността на деня се измества в течение на една година. В същото време слънцето непрекъснато трансформира масата в енергия.

През 20 -ти век известният учен Алберт Айнщайн добавя към сместа обща теория на относителността. Според известната теория пространството-времето е относително в зависимост от референтната система.

Новият фиксиран номер е най -добрата оценка на оригиналния израз, каза Клионер.

„Ако решим да продължим със старата дефиниция, ще трябва да добавим няколко допълнителни конвенции, за да направим последната смислена в рамките на общата теория на относителността“, обясни той. „По -добър начин беше да променим напълно определението - и това успяхме да направим.“

Капитан каза: „Промяната на дефиницията на астрономическата единица засяга главно тези в областта на динамиката на слънчевата система с висока точност.“

Сателитите и другите занаяти, пътуващи в космоса, не са засегнати, тъй като разчитат на зададени разстояния.

„Разстоянието между Земята и слънцето , както всяко физическо разстояние, трябва да бъде измерено и не може да бъде фиксирано с каквато и да е разделителна способност “, каза Клионер.

Времената се променят

Капитайн и Клионер са сред няколко учени, които са работили през последните две десетилетия върху ревизия на астрономическата единица. Капитайн каза, че за първи път се е включила, когато през 1994 г. направи презентация с Бернар Гуино, също от Парижката обсерватория. В продължение на 10 години няколко публикувани статии от различни учени обсъждаха последиците от промяната на основната единица. Тримата учени представиха въпроса на астрономическата общност по няколко различни повода.

Други астрономи помогнаха да се демонстрира осъществимостта на промяната, преди тя да се приземи на масата на една от работните групи за Международния астрономически съюз. Резолюцията е преработвана няколко пъти, преди да получи единодушно приемане.

„Промяната, каквато я имаме сега, е наистина продукт на колективна работа“, каза Клионер.

Той добави: „Мисля, че енергията, ангажираността и световната научна репутация на Никол Капитайн са от решаващо значение за постигането на тази промяна.“

Преминаването от постоянно променяща се стойност към фиксирано число може да изглежда като лесен избор, но групата срещна известна съпротива. Някои смятат, че основният ремонт ще бъде твърде труден за изпълнение с ключов софтуер, докато други са загрижени, че несъответствията могат да бъдат въведени в миналата работа. На други беше неудобно да променят такова историческо определение. В крайна сметка всички опасения очевидно бяха удовлетворени.
„През последните две години не чух нито едно възражение за самата промяна“, каза Клионер.

Забележка на редактора: Тази история е коригирана, за да поправи грешка в единицата в десетия параграф, който неправилно посочи, че разстоянието Земя-Слънце е близо 150 милиона метра. Това е близо 150 милиарда метра.

Следвайте demokratija.eu в Twitter @Spacedotcom . Ние също сме включени Facebook & Google+ .