Расстояние от Земли до Солнца

Как видите, все очень просто: расстояние от Земли до Солнца в точности равно 1 а.е.

Это весьма важная в астрономии величина, своего рода «астрономический метр», который в ходу внутри Солнечной системы. Например, Юпитер находится на среднем расстоянии 5,2 а.е. от Солнца, Нептун — 30,07 а.е.

Для обычных расчетов среднее расстояние от Земли до Солнца принимается равным 149,5 миллиона километров, и такой точности вполне хватает. Если же говорить о совсем уже точных цифрах, то по современным данным 1 а.е.= 149 597 870 696 (сто сорок девять миллиардов пятьсот девяносто семь миллионов восемьсот семьдесят тысяч шестьсот девяносто шесть) метров. Но при этом Земля ежегодно удаляется от Солнца в среднем на 15 сантиметров.

Как меняется расстояние от Земли до Солнца в ходе вращения по орбите

Минимальное расстояние от планеты до Солнца называется перигелий, максимальное — афелий. Перигелий Земли составляет в среднем 147 098 291 км., афелий 152 098 233 км., с небольшим люфтом, до 4 тыс. км. Откуда берется люфт?

Дело в том, что вокруг Солнца вращается не Земля сама по себе, а система Земля-Луна с общим центром тяжести, причем Луна вращается вокруг Земли. Соответственно, при прохождении одной и той же точки солнечной орбиты Земля и Луна могут занимать разные позиции, и расстояние до Солнца немного варьирует. Перигелий приходится на зиму (в Северном полушарии), афелий – на лето.

Как измеряли расстояние от Земли до Солнца

Попыток было много – первые из них предпринимались еще древними греками. Греческий астроном Аристарх примерно в 250 году до н.э. использовал фазы Луны, чтобы измерить размеры Земли и Луны и расстояния до них и до Солнца. Аристарх исходил из того, что при половинной луне все три небесных тела формируют прямой угол. Измеряя угол между Солнцем и Луной с Земли, он вычислил, что Солнце находится в 19 раз дальше от Земли, чем Луна, и в 19 раз ее больше. На самом деле, Солнце в 400 раз больше Луны.

Хотя результат Аристарха и был неточен, он пришел к правильному выводу: Земля вращается вокруг Солнца.

В 1653 году астроном Христиан Гюйгенс подсчитал расстояние от Земли до Солнца похожим, хотя и существенно усовершенствованным методом. Он использовал фазы Венеры, чтобы вычислить углы треугольника Венера-Земля-Солнце: например, когда Венера оказывается наполовину освещенной Солнцем, три тела образуют правильный треугольник.

Однако оценки Гюйгенса были основаны на предположении, что Земля по величине занимает среднее положение между Венерой и Марсом. Это было чистой догадкой (и неправильной), однако, как ни удивительно, ему удалось получить довольно точную цифру в 160 млн. км. (в пересчете на современные единицы измерения, поскольку метр тогда еще не ввели в обиход).

Наконец, в 1672 году Джованни Кассини и Жан Рише использовали метод параллакса, или угловой разности, чтобы высчитать расстояние от Земли до Марса, и одновременно вычислили расстояние от Земли до Солнца.

Параллакс  — изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положения наблюдателя. Зная расстояние между точками наблюдения и угол смещения α, можно определить расстояние до объекта. Кассини в Париже, а Рише во Французской Гвиане измеряли положения Марса относительно фоновых звезд и соотнесли эти измерения с известным расстоянием между Парижем и Французской Гвианой. Получив расстояние до Марса, они также смогли вычислить расстояние до Солнца:  139 млн. км. Это был первый полностью научно обоснованный случай измерения расстояния между Солнцем и Землей.

В дальнейшем совершенствование методов шло двумя путями. Во-первых, метод параллакса использовался с усовершенствованными измерительными инструментами. Во-вторых, после Второй Мировой войны появились возможности прямого измерения расстояний между планетами радиолокационным методом, улавливая отраженные импульсы. Правда напрямую измерить расстояние до Солнца таким образом нельзя – наше светило слишком громко «кричит» на всех диапазонах. Но, зная точные расстояния между планетами и их линейные размеры, можно очень точно измерить расстояние от Земли до Солнца тем же методом параллакса.

Почему Солнце удаляется от Земли

В 2009 году японские астрономы установили причины, по которым Земля постепенно удаляется от Солнца. Оказалось, дело в приливном взаимодействи нашей планеты и светила. В статье, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics, исследователи объяснили этот процесс.

Известно, что в неоднородном гравитационном поле тела деформируются. Этим, в частности, объясняются приливы и отливы на Земле (в них «виновата» Луна). Но и сама Луна из-за взаимного влияния удаляется от Земли на 4 см в год.

То же самое происходит в системе Земля-Солнце. Масса Солнца примерно в 3,2*10⁵ раз больше, чем масса Земли, но Земля все равно оказывает ощутимое приливное воздействие на светило. Из-за этого период обращения Солнца вокруг собственной оси уменьшается на три миллисекунды за 100 лет, а Земля постепенно удаляется. То же происходит и с другими планетами.

Читайте также:

Астрономы определили точное расстояние до Полярной звезды