地球到太阳的距离(1)

地球到太阳的距离

太阳到地球的距离，1976年国际天文学联合会把它确定为149597870千米，并作为衡量距离的一个天文单位（astronomical unit）。

怎么测量的呢？1716年哈雷（一颗大彗星就是用这个人的名字命名的哦）就提出利用不同地点观测金星凌日来测量日地距离的方法。金星凌日以两次凌日为一组，间隔8年，但是两组之间的间隔却有100多年。对于8年的金星周期，我国天文学家（好吧，是占卜师，其实不是天文学家啦）早在二千二百多年前就发现了。西汉的《五星占》写道：“五出，为日八岁，而复与营室晨出东方。”这是说金星的五个会合周期恰好等到于八年，即金星在八年前与八年后会在相同的时间里出现在相同的星座。

哈雷本人没赶上这个时候。1761的金星凌日观测数据由于多种原因不精确。8年后的1769 年，天文学家在库克船长（发现澳洲的那个家伙）的帮助下，得到了精确的观测资料。值得一提的是，当时英法两国正在交战，但为了完成这项历史性的科学探测任务，法国政府特别下令海军不得攻击库克船长，还必须保护其航行安全。再经过了1874年和1882两次观测，终于确定了地球到太阳的距离。清浙江《石门县志》记载：“清穆宗同治十叁年十一月朔，日中有黑子”。时间相当于1874年12月9日，恰巧就是金星凌日发生的时间。

怎么通过金星凌日来测量地球到太阳的距离呢？用的就是视差法。不懂视差法的同学请拿一手指放在眼前，闭上一只眼睛看手指和背景的位置，再换另一只眼睛。所以必须是用金星而不是水星。水星太小太靠近太阳，视差非常小。至于月亮的话，月亮看上去太大，直接把太阳遮住了，用另外一种相当复杂的方法可以测量，但是和金星凌日方法完全不一样。

但是我找了很久都没有找到非常明确的测量方法。真的是找了很久啊，看英文资料超伤啊。所以只能大概自己觉得一个靠谱的方法写下来。

上面这个图就是金星凌日示意图啦。通过比较公转周期，从角速度来说，金星比地球跑得快，所以是图上这个样子的。

地球上有同纬度的2个点。先是C点观察到金星凌日，过了t时间，E点观察到金星凌日。

由于角度非常小，所以可以近似为三角形。

依据开普勒第三定律，绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其公转周期的平方与椭圆轨道半长轴的立方之比是一个常量。地球的公转周期是365.2564地球日，金星的公转周期是224.71地球日。就可以算出金星到太阳的距离是0.723个天文单位AU。

AB/(CD+DE)=0.723。其中AB是t时间内金星走过的距离，CD是t时间内地球走过的距离。DE是地球上两个观测点的直线距离。

金星的线速度V1=2*3.14*0.723AU/224.71*24*3600

地球的线速度V2=2*3.14*AU/365.2564*24*3600

所以V1*t/（V2*t+DE）=0.723

这里t是观测得到的，DE可以测量出来。这样就可以求出天文单位AU了。

按照2004年金星凌日的数据，选取上海和成都两地（因为这两个地方同纬度）。上海13:12:13开始外切；成都13:13:43开始外切。t=90秒。DE查资料=1741千米。最后结果AU=1.55*10^11米。误差还不错啦。

下一次金星凌日发生在2012年6月6日。哼哼哼。那时地球还没有毁灭，所以不要错过啊，错过你就没机会了。再下次的话，你早死了。

当然现在是用雷达波打在金星上反射回来，来测定地球到金星的距离，以此来测定地球到太阳的距离的。

我不知道这个是不是哈雷的方法，我会继续查资料的