Астрономическая единица измерения. Расстояния в космосе

Расстояние в а.е.

Астрономическая единица (русское обозначение: а. е. ; международное: au ) - исторически сложившаяся единица измерения расстояний в астрономии, приблизительно равная среднему расстоянию от до .

Свет проходит это расстояние примерно за 500 секунд (8 минут 20 секунд).

Применяется в основном для измерения расстояний между объектами , внесолнечных систем, а также между компонентами двойных .

В сентябре 2012 года 28-я Генеральная ассамблея Международного астрономического союза в Пекине приняла решение привязать астрономическую единицу к Международной системе единиц (СИ). Астрономическая единица по определению равна в точности 149 597 870 700 метрам. Кроме того, МАС принял решение стандартизовать международное обозначение астрономической единицы: «au». Иногда применяются также обозначения «a. u.» или «AU». Существует также международный стандарт ISO 80000-3, который рекомендует применять обозначение «ua».

В Российской Федерации астрономическая единица допущена к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения «астрономия». В соответствии с ГОСТ 8.417-2002, наименование и обозначение астрономической единицы не допускается применять с дольными и кратными приставками СИ.

Предыдущие определения

В соответствии с решением 10-й генеральной Ассамблеи МАС 1976 года астрономическая единица была определена как радиус круговой орбиты пробного тела в изотропных координатах, угловая скорость обращения по которой, при пренебрежении всеми телами Солнечной системы кроме Солнца, была бы точно равна 0,017 202 098 95 радиан в эфемеридные сутки. В системе постоянных IERS 2003 астрономическая единица полагалась равной 149 597 870,691 км.

История

Со времён появления гелиоцентрической системы, а особенно кеплеровской небесной механики, относительные расстояния в Солнечной системе (исключая слишком близкую ) стали известны с хорошей точностью. Поскольку Солнце является центральным телом системы, а обращающаяся по почти круговой орбите Земля - местоположением наблюдателей, естественно было принять радиус этой орбиты за единицу измерения. Однако не существовало способа надёжно измерить величину этой единицы, то есть сравнить её с земными масштабами. Солнце находится слишком далеко, чтобы с Земли надёжно измерить параллакс. Расстояние до Луны было известно, но исходя из известных в XVII веке данных оценить отношение расстояний до Солнца и Луны не удавалось - наблюдение за Луной не даёт требуемой точности, а отношение масс Земли и Солнца также не было известно.

В 1672 году Джованни Кассини совместно со своим сотрудником Жаном Рише измерили параллакс . Поскольку параметры орбиты Земли и Марса были измерены с высокой точностью, появилась возможность оценить величину астрономической единицы - в современных единицах у них получилось примерно 140 млн км. Впоследствии проводились уточнённые измерения астрономической единицы при помощи прохождений по солнечному диску. Сближение Эрос с Землёй в 1901 году и измерение его параллакса позволили получить ещё более точную оценку.

Астрономическая единица также уточнялась с помощью радиолокации . Локацией Венеры в 1961 году установлено, что астрономическая единица равна 149 599 300 км. Возможная ошибка не превыша­ла 2000 км. Повторная радиолокация Венеры в 1962 году позволила уменьшить эту неопределенность и уточнить значение астрономической единицы: оно оказалось равным 149 598 100±750 км. Выяснилось, что до локации 1961 года величина а. е. была известна с точностью 0,1 %.

Многолетние измерения расстояния от Земли до Солнца зафиксировали его медленное увеличение со скоростью около 15 метров за сто лет (что на порядок превышает точность современных измерений). Одной из причин может быть потеря Солнцем массы (вследствие ), однако наблюдаемый эффект значительно превышает расчётные значения.

Некоторые расстояния

• Радиус орбиты , самой далекой планеты Солнечной системы - около 30 а. е.
• По состоянию на 23 апреля 2016 года, находился на расстоянии 134.75 а. е. от Солнца, удаляясь от него со скоростью 3,6 а. е./год. Это самый удалённый от Земли и самый быстро движущийся объект, созданный человеком.
• Расстояние до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра - около 270 000 а. е.

Предыдущие определения

В соответствии с решением 10-й генеральной Ассамблеи МАС 1976 года астрономическая единица была определена как радиус круговой орбиты пробного тела в изотропных координатах, угловая скорость обращения по которой, при пренебрежении всеми телами Солнечной системы кроме Солнца, была бы точно равна 0,017 202 098 95 радиан в эфемеридные сутки. В Системе постоянных IERS 2003 астрономическая единица полагалась равной 149 597 870,691 км .

Впоследствии проводились уточнённые измерения астрономической единицы при помощи прохождений Венеры по солнечному диску . Сближение астероида Эрос с Землёй в 1901 году и измерения его параллакса позволили получить ещё более точную оценку.

Астрономическая единица также уточнялась с помощью радиолокации планет. Локацией Венеры в 1961 году установлено, что астрономическая единица равна 149 599 300 км . Возможная ошибка не превыша­ла 2000 км. Повторная радиолокация Венеры в 1962 году позволила уменьшить эту неопределенность и уточнить значение астрономической единицы: оно оказалось равным 149 598 100±750 км . Выяснилось, что до локации 1961 года величина а. е. была известна с точностью 0,1 %.

Многолетние измерения астрономической единицы (в её определении 1976 года) зафиксировали её медленное увеличение со скоростью около 15 сантиметров в год (что на порядок превышает точность современных измерений). Одной из причин может быть потеря Солнцем массы (вследствие солнечного ветра), однако наблюдаемый эффект значительно превышает расчётные значения .

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Список ближайших звёзд
• Макджоб

Смотреть что такое "Астрономическая единица" в других словарях:

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА, единица длины, применяемая в астрономии (в основном для измерения расстояний в пределах Солнечной системы). Равна среднему расстоянию от Земли до Солнца; 1 астрономическая единица=149,6 млн. км … Современная энциклопедия

Астрономическая единица - АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА, единица длины, применяемая в астрономии (в основном для измерения расстояний в пределах Солнечной системы). Равна среднему расстоянию от Земли до Солнца; 1 астрономическая единица=149,6 млн. км. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - длины (а. е.) единица расстояний в астрономии, равная среднему расстоянию Земли от Солнца. 1 а. е. = 149,6 млн. км … Большой Энциклопедический словарь

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - (обозначение а.е.), среднее расстояние от Земли до Солнца, используемое как основная единица расстояния, особенно для измерений в пределах Солнечной системы. 1 а.е. равняется 149 598 000 км … Научно-технический энциклопедический словарь

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - длины (а. е., АЕ), равна ср. расстоянию от Земли до Солнца, 1 а. е.= 1,49600 1011 м. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия

АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - среднее расстояние от Земли до Солнца (или большая полуось земной орбиты), равное 149 500 000 км. Применяется для измерения расстояний в пределах солнечной системы. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское… … Морской словарь

астрономическая единица - (а. е.), единица длины в астрономии, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца. 1 а. е.; 149,6 млн. км. * * * АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА длины (а. е.), единица расстояний в астрономии, равная среднему расстоянию Земли от… … Энциклопедический словарь

астрономическая единица - astronominis vienetas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. astronomical unit vok. astronomische Einheit, f rus. астрономическая единица, f pranc. unité … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

астрономическая единица - astronominis vienetas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. astronomical unit vok. Astronomische Einheit, f rus. астрономическая единица, f pranc. unité astronomique, f … Fizikos terminų žodynas

Астрономическая единица - (а. е. единица расстояний в астрономии, равная среднему расстоянию Земли от Солнца. Согласно списку фундаментальных постоянных астрономии, рекомендованному в 1964 Международным астрономическим союзом для астрономических исследований, 1 а … Большая советская энциклопедия

Сколько километров в астрономической единице? Выяснением ответа на этот вопрос мы и займёмся.

Общая информация

Одна астрономическая единица - это расстояние, равное среднему пути, который проходит солнечный луч к Земле. Также в качестве альтернативы может приводиться сообщение, что оно равняется большой полуоси эллиптической орбиты нашей планеты. Оба эти определения верны. Существует несколько вариантов подсчета того, сколько же километров имеют астрономические единицы. Земли и Солнца роль тут исполняют точки А и Б (вспоминаем геометрию и прямую). Существуют классические и новые методы измерения расстояния. Наиболее точным значением, сколько же имеет 1 астрономическая единица, принимают расстояние в 149597870 + 2 километра. В обычных же расчетах используют число в 149 600 тысяч км. Эта величина была получена относительно недавно. Давайте же сейчас разберёмся с классическими методами измерения. После них мы уделим внимание и новым способам получения этой информации.

Классические методы измерения

Прежде чем приступать к работе с их помощью, необходимо было узнать средний радиус Земли. Новейшие методы не требуют знать этого параметра. Для определения среднего радиуса Земли использовался целый комплекс геодезических методов. А сейчас давайте поговорим о простейшем способе измерения астрономической единицы. Он схож с методом засечки, но здесь используется относительно небольшая величина базиса. Из-за этого приходится следить за тем, чтобы чрезвычайно точно были измерены малые углы. Из-за этого часто получали данные сравнительно невысокой точности. Второй метод предполагает использование в расчетах астероида Эрос. Он временами проходит весьма близко от Земли. Тогда его параллаксом почти достигается угловая минута. После чего определяются стороны треугольника ЗЭС, и одна из них - это и есть астрономическая единица.

Новейшие методы измерения

Наибольшее внимание здесь следует уделить радиолокации. Но только уже не морских или воздушных суден, а планет. Рассмотрим такой пример. К произвольной планете (допустим, Венере) радиолокатором посылается сигнал. После отражения от её поверхности он вернётся на Землю. Поскольку нам известна скорость распространения радиоволн (она составляет 299792 километров на секунду) и разность моментов отсылки и получения сигнала, то измерить расстояние не составит труда. Для этого необходимо будет умножить время путешествия туда и назад на скорость. Таким образом можно измерять расстояние между различными объектами. Но при этом существуют определённые специфические особенности. Рассмотрим один пример, в котором нам будет помогать Венера. Так, когда она находится на максимальном видимом удалении от нашей звезды, её орбитальное движение с точки зрения земного наблюдателя будет идти по лучу зрения. Благодаря эффекту Доплера частота сигнала, который вернется, будет меняться пропорционально орбитальной скорости исследуемого объекта, в данном случае Венеры. Благодаря этому мы сможем узнать не только то, как быстро передвигается эта планета, но и сколько оборотов за определённое количество времени она делает. Правда, полученное значение будет измеряться (весьма вероятно) в долях или нескольких астрономических единицах. Ещё один новый способ определения расстояния - это анализ движения автоматической межпланетной станции, расстояние к которой может быть вычислено при выходе на связь.

Заключение

Вот теперь известно, что одна астрономическая единица - это расстояние от Земли и к Солнцу. Увы, но даже пока преодоление таких относительно небольших расстояний является проблематическим для человека (хотя и не останавливает наших механических автоматизированных помощников). Следует отметить, что это не единственная единица, которая используется при измерении. Кроме неё, широкое распространение получили световой год и парсек. Первое понятие довольно часто употребляется, поэтому на нём останавливаться не будем. Под парсеком же подразумевают немногим больше 206 тысяч астрономических единиц. В качестве альтернативы могут приводить и значение на 3,26 светового года. Наибольшее распространение получили их увеличения. Так, к центру нашей галактики «всего» 8 килопарсек. Но нам, людям, пока ещё нужно освоить хотя бы перемещения на такие относительно небольшие космические расстояния, как астрономическая единица.

Астрономическая единица – показатель, при помощи которого каждый может наглядно представить себе расстояние ко многим объектам в Солнечной системе.

Астрономическая единица – это величина, при помощи которой каждый человек сумеет наглядно представить себе, на каком расстоянии от нашей планеты находится тот или иной космический объект.

Причина этого проста. По сути, астрономическая единица представляет собой среднюю длину радиуса земной орбиты или же расстояние от Земли до Солнца. Согласитесь, трудно представить себе расстояние от Земли к звездной системе , если вам скажут, что оно составляет 1,3 . А вот если же вам сообщат, что это расстояние равно 270 тыс. астрономических единиц, то вы сразу представите себе отрезок между Солнцем и Землей и мысленно увеличите его в 270 тыс. раз. Это позволит вам ярче представить данное расстояние и оценить его громадную длину.

Несмотря на всю свою наглядность, астрономическая единица как величина измерений практически не используется в профессиональной астрономии. Дело в том, что с ее помощью удобно производить вычисление расстояний только к ближайшим к нам объектам во Вселенной, например, планетам Солнечной системы. Если же взять особо отдаленные объекты и попробовать определить расстояние к ним в астрономических единицах, число получиться настолько большим, что им будет неудобно оперировать при проведении математических расчетов. Для определения расстояний к далеким космическим объектам в наблюдаемой Вселенной используется другая величина – парсек, а также ее производные.

История открытия

Предпосылкой для открытия астрономической единицы послужило открытие того, что Земля обращается вокруг Солнца, а также кеплеровская небесная механика, при помощи которой удалось достаточно точное расстояние от Земли до многих планет Солнечной системы, в том числе и к Солнцу. Дальнейшие исследования астрономов в период с XVII по XX век позволили скорректировать первые цифры и получить еще более точные данные нахождения вышеназванных тел. В этот период значительную роль для определения расстояний сыграл метод горизонтального параллакса, который и сегодня широко используется в астрономии и геометрии.

В 1962 году при помощи радиолокационных сигналов астрономам удалось установить точное расстояние от Земли до Солнца. За эталон была принята средняя величина, которая равняется 149597870,7 км. Это и есть астрономическая единица. Именно такое ее определение указанно в Международной системе единиц СИ.

В последние годы ученые обнаружили, что астрономическая единица – число, которое константой не является. С каждым годом ее величина становится немного больше. Ученые зафиксировали, что каждые 7 лет длина астрономической единицы увеличивается на метр. Получается, за 100 лет Земля отдаляется от Солнца на 15 метров. Существует несколько теорий, способных объяснить это явление. Наиболее популярная из них заключается в том, что Солнце постепенно теряет свою массу из-за солнечного ветра.

Для своих расчётов астрономы используют особые единицы измерения, которые не всегда ясны обычным людям. Оно и понятно, ведь если бы космические расстояния измерялись километрами, то от количества нулей рябило бы в глазах. Поэтому для измерения космических расстояний принято использовать гораздо большие величины: астрономическую единицу, световой год и парсек.

Довольно часто применяется для указания расстояний внутри нашей родной Солнечной системы. Если еще можно выразить в километрах (384 000 км), то до Плутона самый близкий путь составляет примерно 4 250 миллионов км, а это уже для понимания будет сложновато. Для таких расстояний уже пора использовать астрономическую единицу (а.е.), равную среднему расстоянию от земной поверхности до Солнца. Другими словами, 1 а.е. соответствует длине большой полуоси орбиты нашей Земли (150 млн. км.). Теперь, если написать, что кратчайшее расстояние до Плутона равно 28 а.е., а самый долгий путь может составить 50 а.е., это намного легче себе представить.

Следующий по величине - световой год. Хотя там присутствует слово «год», не нужно думать, что речь идет о времени. Один световой год составляет 63 240 а.е. Это путь, который проделывает луч света в течение 1 года. Астрономы подсчитали, что из самих далеких уголков Вселенной луч света добирается до нас более чем за 10 млрд. лет. Чтобы вообразить себе это гигантское расстояние, запишем его в километрах: 95000000000000000000000. Девяносто пять миллиардов триллионов привычных километров.

О том, что свет распространяется не мгновенно, а с какой-то определенной скоростью, ученые начали догадываться начиная с 1676 года. Именно в это время датский астроном по имени Оле Ремер обратил внимание, что затмения одного спутника Юпитера начинают запаздывать, причем это происходило именно тогда, когда Земля направлялась по своей орбите к противоположной стороне Солнца, обратной той, где был Юпитер. Прошло какое-то время, Земля начала возвращаться назад, и затмения вновь начали приближаться к прежнему расписанию.

Таким образом, была отмечено около 17 минут разницы во времени. Из этого наблюдения был сделан вывод: свету на прохождение расстояния длиной в диаметр орбиты Земли понадобилось 17 минут. Поскольку было доказано, что диаметр орбиты составляет приблизительно 186 миллионов миль (сейчас эта константа равна 939 120 000 км), то получалось, что луч света движется со скоростью около 186 тысяч миль за 1 секунду.

Уже в наше время благодаря профессору Альберту Майкельсону, который задался целью максимально точно определить, чему равен световой год, с помощью иного метода был получен окончательный итог: 186 284 миль за 1 секунду (примерно 300 км/с). Теперь, если подсчитать количество секунд в году и умножить на это число, то получим, что световой год имеет длину 5 880 000 000 000 миль, что соответствует 9 460 730 472 580,8 км.

Для практических целей астрономы часто используют такую единицу расстояния как парсек. Он равен смещению звезды на фоне прочих небесных тел на 1"" при смещении наблюдателя на 1 радиус