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  • 1 # uotkn25480

    1609年,德國天文學家開普勒發現行星軌道是橢圓形而不是圓形,從而開闢了正確測定距離的途徑。人們不僅第一次能夠精確計算出行星的軌道,而且可以繪製出太陽系的比例圖,就是說能夠繪製出太陽系所有已知行星的相對距離和軌道形狀。因此,只要測出太陽系中任何兩個行星間的距離有多少公里,所有其他行星的距離就可以立即計算出來。於是,太陽的距離不必像阿利斯塔克和溫德林那樣去直接計算,而只要測出地球與月球系統以外任何一個較近的天體(如火星或金星)的距離就可以了。  另一種用來估計宇宙距離的方法是利用視差。要說明什麼是視差並不困難。將你的手指放在眼前大約8釐米遠處, 先以左眼看,再用右眼看,你的手指會相對於背影而移動了位置,這是因為你已經改變了你的觀察點。假若你重複這一過程,把手指放遠一些,比如說一臂遠,你的手指仍會相對於背影位移,但這回移動得沒有那麼多。所以,可以利用移動的量來測定手指到眼睛的距離。  如果一個物體在50米遠的地方,那麼兩眼可觀察到的位移將會大小而測不出來,因此必須利用比雙眼距離更寬的“基線”。但是我們只要先從某一點看那個物體,然後向右移20米再來觀察它,便可以加大視差而很容易地測出物體的距離。測量員就是用這種方法測量河流或溪谷的寬度。  用同樣的方法,以恆星為背景,可以精確地測出月球的距離。例如,從加利福尼亞天文臺觀測到月球相對於恆星的某個位置,而同時在英國的天文臺觀測,月球的位置則會稍有不同。從這種位置的改變,以及已知的兩個天文臺穿過地球的直線距離,便可以計算出月球和地球的距離。當然,在理論上,我們可以從地球兩側相對的兩個天文臺進行觀測,這樣就可以把基線擴充套件為地球的直徑,這時基線長度為12800公里。這樣得到的視差角度除以2就是地心視差。  天體在天空的位移是以度或分、秒為單位來測量的。 1度為環繞天空1周的1/360,1度又分為60弧分,1弧分再分為60弧秒。因此1弧分為天空1周的1/(360×60)或1/21600, 而1弧秒為天空1周的1/(21600×60)或1/1296000。  托勒玫利用三角學根據視差測出了月球的距離,而他的結果和早期喜帕恰斯的資料相吻合。月球的地心視差為57弧分(接近1度),這個位移相當於從5米處看到的一枚5分硬幣的寬度。 這即使用肉眼也可以測量出來。但是,如果要測量太陽或一個行星的視差,所涉及的角度就太小了。可以得出的惟一的結論是,其他天體比月球遠得多。至於究竟有多遠,沒有人說得出來。  雖然中古時代的阿拉伯人及16世紀的歐洲數學家進一步完善了三角學,但是單靠三角學還是無法得到答案。直到1609年望遠鏡發明以後,才有可能測量微小的視差角度。(1609年,伽利略在聽到荷蘭眼鏡師做成放大鏡筒之後,幾個月內便發明瞭望遠鏡,並用來觀測天空。)  義大利出生的法國天文學家J.D.卡西尼於1673年測出火星的視差,使視差法越出了月球。在他測定出火星相對於恆星的位置的同時,在同一天的黃昏,法國天文學家裡奇在法屬蓋亞那也在進行同樣的觀測。卡西尼將兩個結果結合起來得到了火星的視差,從而計算出了太陽系的大小。他算出的地球到太陽的距離為13800萬公里,比實際距離僅少7%。  從那時起,對太陽系中各種視差的測量越來越準確。1931年,人們制定了一個測量小行星愛神星視差的龐大國際計劃。當時,除了月球以外,愛神星是最接近地球的一個天體。此時愛神星顯示出較大的視差,因此可以測量得非常精確,從而可以比以前任何時候都更精確地測定太陽系的大小。根據這些計算和利用比視差法更為精確的方法,現在我們已知道,地球與太陽間的平均距離約為1.5×l0^8公里,誤差約為1600公里。 (因為地球的軌道為橢圓形,所以實際距離變化為14710萬~15220萬公里)  日地的平均距離叫做二個天文單位(A.U.),太陽系內的其他距離也用天文單位表示。比方說土星和太陽的平均距離為14.3×10^8公里,等於9.54個天文單位。隨著天王星、海王星及冥王星等外行星的發現,太陽系的邊界向外不斷擴充套件。冥王星離太陽的平均距離為59×l0^8公里,相當於39.87個天文單位, 而有些替星距離太陽更遠。  到1830年時,已經知道太陽系橫跨數十億裡的空間,但顯然這絕非整個宇宙的大小,因為宇宙中還有許多其他恆星。

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