Sterrekunde

Presisie in die meting van die afstand tot die son

Presisie in die meting van die afstand tot die son


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hoe presies kan die afstand tot die son gemeet word? Wikipedia sê die afstand tot die maan kan tot millimeter akkuraatheid gemeet word. Maar Wikipedia-artikel oor afstand tot die son sê slegs oor die astronomiese eenheid en niks oor die akkuraatheid van die meting van die afstand tot die son nie. Ek is beslis daarvan bewus dat ons nou radar gebruik om die afstand tot die son te meet, en ek onthou dat ek die presisie êrens op die internet gelees het, maar ek kan dit nie meer vind nie. As ek die toepaslike inligting op die internet probeer vind, is alles opvoedkundige artikels oor dinge soos parallaks, wat beslis deur radarmetings vererger word, of artikels oor maanafstand waarna ek nie soek nie. Relevante verwysings sal baie waardeer word.

Edit: Ek het pas op die internet uitgevind dat ons die afstand tot die son meet deur die afstand na die Venus of Mercurius. Ek wil in elk geval weet wat die presiesheid of foute in hierdie metings is ...


Dit is 'n gedeeltelike antwoord te lank vir 'n opmerking, maar dit kan help om die bal aan die rol te kry ...

Uit hierdie antwoord kan ons sien dat die standaard-gravitasieparameter van die Son wat JLP gebruik in hul ontwikkelingseffemeriede, is1.32712440040944E + 20. Alhoewel dit nie beteken dat ons die baan van die aarde na 1 deel ken nie $10^{14}$ dit dui daarop dat dit glo verbasend goed bekend is!

Dit is moontlik dat so iets die lig kan werp op die onderwerp, maar dit is nie 'n maklike vraag om te beantwoord nie. The Planetary and Lunar Ephemeris DE 430 and 431, IPN Progress Report 42-196 (Februarie 2014) 'n Deel van die probleem is dat ons nie presies weet waar die sonnestelsel barycenter is ten opsigte van die son nie, want daar kan liggame ver wees ons het nog nie bespeur nie. Dit is net 'n klein effek op die son-aarde-baan. As ek moes raai, sou ek sê dit is iewers tussen 1 en 100 meter onsekerheid tussen die aarde en die sentrum van die son. Waar die rand van die son val, is 'n perd van 'n ander kleur!


Onsekerheid in die afstand tussen Son en ander planete

Ek het gelees van die wentelafstand tussen Son en die planete en het byvoorbeeld leer ken: die aarde is ongeveer 150 miljoen km van die son af.

Ek het egter gesien dat die waarde slegs 'n gemiddelde radius van die baan is.

Ek kan egter nie die onsekerheid van hierdie meting vind nie.

Ek het die eksentrisiteit van die planete oorweeg en daaraan gedink om dit te gebruik om onsekerheid te bepaal.

Dus sou ek hê: Aarde-afstand vanaf Son = $ (150 keer10 ^ 6 pm 2.5 keer 10 ^ 6) km $. Aangesien die aarde se eksentrisiteit ongeveer 0,017 is

Ek wonder dus of dit die regte manier sou wees om die onsekerheid van die radius van die baanafstand te bepaal.


Die metrieke stelsel

Een van die blywende erfenisse van die era van die Franse keiser Napoleon is die vestiging van die metrieke stelsel eenhede, wat in 1799 amptelik in Frankryk aangeneem is en nou in die meeste lande regoor die wêreld gebruik word. Die fundamentele metrieke lengte-eenheid is die meter, oorspronklik gedefinieer as een tien miljoenste van die afstand langs die aarde se oppervlak vanaf die ewenaar tot die pool. Franse sterrekundiges van die sewentiende en agtiende eeu was baanbrekers in die bepaling van die dimensies van die Aarde, dus dit was logies om hul inligting as die grondslag van die nuwe stelsel te gebruik.

Praktiese probleme bestaan ​​met 'n definisie wat uitgedruk word in terme van die grootte van die aarde, aangesien daar amper nie verwag kan word dat iemand wat die afstand van een plek na 'n ander wil bepaal, gaan om die planeet te meet nie. Daarom is 'n tussentydse standaardmeter wat bestaan ​​uit 'n staaf platinum-iridiummetaal in Parys opgerig. In 1889, volgens internasionale ooreenkoms, is hierdie staaf presies een meter lank gedefinieer en is presiese kopieë van die oorspronklike meterstaaf gemaak om as standaard vir ander lande te dien.

Ander lengte-eenhede is afgelei van die meter. Dus is 1 kilometer (km) gelyk aan 1000 meter, 1 sentimeter (cm) is gelyk aan 1/100 meter, ensovoorts. Selfs die ou Britse en Amerikaanse eenhede, soos die duim en die myl, word nou gedefinieer in terme van die metrieke stelsel.


Daar was nog nooit 'n direkte meting van die afstand tussen die aarde en die son nie. Die beste wat ons kan doen is om die afstand tussen die aarde en die ander planete te meet, en daaruit die afstand tussen die aarde en die son af te lei.

Die ramings van vandag is nie gebaseer op Radar-ping van Venus nie. Dit is die laaste millennium! Vroeë 1960's, om presies te wees. Dit gesê, die ramings van die astronomiese eenheid wat moontlik gemaak is deur die radarmetings van die 1960's van die afstand tussen die aarde en Venus, was baie meer presies as wat die vorige ramings op parallaks was, wat die onsekerheid in die astronomiese eenheid van 16000 km tot minder as 1000 km verminder het. .

In die 50+ jaar sedert daardie tyd het ruimteagentskappe ruimtetuie gestuur na al die ander sewe planete in die sonnestelsel (natuurlik nie die aarde nie), plus Pluto, plus enkele asteroïdes, plus sommige wat om die son wentel. Die telemetrie vanaf die ruimtetuig, aangevul deur 'n baie lang basisinterferometrie (VLBI), het die metings uit die 1960's nogal onnauwkeurig laat lyk. Die jongste werk is in 2009 deur Pitjeva en Standish, wat die onsekerheid in die astronomiese eenheid as 3 meter verklaar het. Sedertdien is geen werk gedoen om die AU te meet nie, want die astronomiese eenheid is nou 'n gedefinieerde hoeveelheid, presies 149597870700 meter (die waarde wat Pitjeva en Standish noem).


Die afstand van die son van die aarde meet *

DIE afstand van die son tot die aarde of, as dit meer korrek gesproke is - want die afstand is natuurlik veranderlik - die halfhoofas van die aarde se baan, is die belangrikste konstante in die sterrekunde. Dit bepaal die skaal nie net van die sonnestelsel nie, maar ook van die hele heelal. Dit maak feitlik enige berekening van afstande en massas, van groottes en digthede, van planete of van hul satelliete of van die sterre. Enige fout in die bepaling daarvan word op baie verskillende maniere vermenigvuldig en herhaal. Die meting van die afstand van die son met die hoogste bereikbare akkuraatheid is dus van groot belang in die sterrekunde, en dit is nie verbasend dat daar in die loop van eeue baie tyd en arbeid deur sterrekundiges daaraan gewy is nie.


Na honderde jare stem astronome eindelik saam: dit is die afstand van die aarde tot die son

Hoe ver van die aarde af is die son? Nie net nie, weet jy, baie, baie ver, maar in terme van 'n werklike, meetbare afstand? Hoe besluit u op watter plek op aarde u moet meet wanneer u bereken? Hoe besluit u watter plek op die baan van die aarde se baan as fokuspunt vir die meting sal dien? Hoe neem u rekening met die groot grootte van die son, as gevolg van die lang bereik van die dampe en vlamme?

Die meetbare, gemiddelde afstand - ook bekend as die astronomiese getal - is sedert die 17de eeu onderwerp van debat onder sterrekundiges. Die eerste presiese meting van die aarde / sonverdeling, Aard aantekeninge, is in 1672 deur die sterrekundige en ingenieur Giovanni Cassini gemaak. Cassini, van Parys, het sy metings van Mars vergelyk met waarnemings wat opgeteken is deur sy kollega Jean Richer, werkend uit Frans-Guyana. Deur hul berekeninge te kombineer, kon die sterrekundiges 'n derde meting bepaal: die afstand tussen die aarde en die son. Die paar het 'n stuk van 87 miljoen myl geskat - wat eintlik baie naby is aan die waarde wat sterrekundiges vandag aanneem.

Maar hul meting was eintlik nie 'n getal nie. Dit was 'n parallaksmeting, 'n kombinasie van konstantes wat gebruik word om hoekmetings in afstand te omskep. Tot die tweede helfte van die twintigste eeu - totdat innovasies soos ruimtetuie, radar en lasers ons die instrumente gegee het om ons ambisie in te haal - was die benadering om die kosmos te meet die beste wat ons gehad het. As u 'n sterrekundige sou vra tot onlangs, "Wat is die afstand tussen die aarde en die son?" dat die sterrekundige gedwing sou word om te antwoord: 'O, dit is die radius van 'n onverstoorde sirkelbaan wat 'n massa-liggaam in 2 * (pi) / k-dae (dws 365.2568983. dae) om die son sal draai, waar k word gedefinieer as die Gauss-konstante presies gelyk aan 0,01720209895. "

Maar vuurpylwetenskap het net 'n bietjie meer reguit geword. Met min fanfare, Aard verslae, het die Internasionale Astronomiese Unie die astronomiese getal herdefinieer, eens en vir altyd - of, ten minste, eens en vir nou. Volgens die eenparige stemming van die Unie is die aarde se amptelike, wetenskaplike en vaste afstand van die son: 149,597,870,700 meter. Ongeveer 93,000,000 myl.

Vir sterrekundiges beteken die verandering van kompleksiteit na vasheid 'n nuwe gemak wanneer hulle afstande bereken (om nie eens te praat van die verklaring van die afstande aan studente en nie-vuurpylwetenskaplikes). Dit beteken die vermoë om ad hoc-getalle te laat val ten gunste van meer uniforme berekeninge. Dit sal 'n meting beteken wat die algemene relatiwiteitsteorie beter verstaan. (In hierdie geval word 'n meter gedefinieer as 'die afstand wat deur lig in 'n vakuum in 1/299 792 458 sekondes afgelê word' - en aangesien die snelheid van die lig konstant is, sal die astronomiese eenheid nie meer afhang van die waarnemer se ligging met die sonnestelsel.) Die nuwe eenheid sal ook meer akkuraat rekenskap gee van die sontoestand wat stadig massa verloor as dit energie uitstraal. (Die Gauss-konstante is gebaseer op die sonmassa.)

Waarom het die sterrekundegemeenskap dan so lank geneem om oor 'n standaardmeting saam te stem? Om onder meer dieselfde rede noem hierdie verhaal beide meters en kilometers. Tradisie kan sy eie magtige krag wees, en die wydverspreide gebruik van die ou eenheid - wat reeds sedert 1976 bestaan ​​- beteken dat 'n nuwe een klein en veelsydige veranderinge sal benodig. Berekeninge is gebaseer op die ou eenheid. Rekenaarprogramme is gebaseer op die ou eenheid. Reguitheid is nie sonder die ongerief nie.

Maar dit is ook nie sonder die voordele daarvan nie. Die astronomiese eenheid dien as basis vir baie van die ander maatreëls wat sterrekundiges tref as hulle probeer om die heelal te verstaan. Die maan is byvoorbeeld 0,0026 ± 0,0001 AE van die aarde af. Venus is 0,72 ± 0,01 AE van die son af. Mars is 1,52 ± 0,04 AE van ons gasheerster af. Beskrywings soos hierdie - veral vir amateurs wat ons wêreld wil verstaan ​​soos sterrekundiges dit doen - word net 'n bietjie meer verstaanbaar. En dus 'n bietjie meer betekenisvol.


Presisie in die meting van die afstand tot die son - sterrekunde

Meting van radiale snelhede
Radiale snelheid word gemeet aan die hand van die verandering in die afstand van die son na die ster. As dit toeneem (die ster beweeg van ons af weg), is die radiale snelheid positief as dit afneem (die ster beweeg na ons toe), is die radiale snelheid negatief. Ons kan nie die radiale snelheid gebruik om te besluit of die ster 'regtig' na die son beweeg of wegneem nie, of andersom, wat hy meet, die familielid beweging van die son en ster. Om 'n soort van te meet absoluut beweging in die ruimte sal ons 'n verwysingsraamwerk moet definieer gebaseer (byvoorbeeld) op die gemiddelde beweging van sterre in ons omgewing. Dit sal geweldig baie werk behels, en namate ons meer leer, kan dit nie meer nuttig wees nie.
Die radiale snelheid van 'n ster word gemeet aan die Doppler-effek wat sy beweging in sy spektrum lewer, en word anders as die tangensiële snelheid of behoorlike beweging, wat dekades of millennia kan neem om te meet, min of meer onmiddellik bepaal deur die golflengtes van absorpsielyne te meet in sy spektrum. Dit kan bereik word ongeag die afstand van die ster van die son af, mits dit helder genoeg is om sy spektrum in die eerste plek te kan waarneem. Die enigste manier waarop die afstand van die ster die meting beïnvloed, is dat hoe verder weg, hoe flouer lyk dit, en hoe langer neem dit om genoeg lig in te samel om die spektrum daarvan waar te neem. Vir die klein radiale snelhede waargeneem vir sterre in ons eie sterrestelsel, is die persentasie verandering in die golflengtes wat die ster uitstraal, in vergelyking met hul normale golflengtes dieselfde as die radiale snelheid van die ster as persentasie van die ligsnelheid. As die golflengte byvoorbeeld 1/10 van 1 persent minder is as normaal, beweeg die ster na ons toe (of ons beweeg daarheen) teen 1 / 10de van 1 persent van die ligspoed, of ongeveer 100 km / sek. (wat eintlik 'n redelike hoë waarde is) as dieselfde persentasie verandering waargeneem word, maar teen 'n golflengte langer as normaal, sou die ster teen daardie snelheid van ons af wegbeweeg.
Anders as die regte beweging, wat slegs vir nabygeleë voorwerpe gemeet kan word, kan radiale snelhede vir enige voorwerp, selfs die verste sterrestelsels wat nog ooit waargeneem is, gemeet word. As gevolg van die uitbreiding van die heelal, kan verafgeleë sterrestelsels met duisende of selfs tienduisende km / sek van ons afneem. In sulke gevalle is die persentasie verandering in die normale golflengte nie dieselfde as die werklike resessiesnelheid ('n term wat in die plek van radiale snelheid gebruik word as die afstand so groot is dat voorwerpe op daardie afstand altyd van ons af "terugtrek"), en spesiale relatiwistiese berekeninge moet gebruik word. As 'n voorbeeld in die NGC / IC / PGC-katalogusse op hierdie webwerf, as die resessiesnelheid 7000 km / sek oorskry ('n bietjie meer as 2% van die ligsnelheid), noem ek 'n afstand bereken vanaf die persentasie verandering in golflengte, dan die meer akkurate afstand bereken met behulp van relativistiese regstellings.

Onderwerpe wat later opgevoeg of gekoppel moet word

Agtergrondfisika: die Doppler-effek
(Bespreking van die Doppler-effek en hoe dit gebruik kan word om radiale snelhede te meet wat slegs hierbo aangedui word.)

Waarskuwings
(Bespreking van regstelling vir die Aarde se wentelbeweging)
(Bespreking van regstelling vir versteurings van ons beweging, bv. As gevolg van die maan)
(Bespreking van die korrigering van die elliptiese vorm van ons baan, met 'n noemenswaardige historiese oorsig)

Radiale snelhede in meervoudige sterre stelsels
(Bespreking van veranderlike radiale snelhede en die oorsake daarvan: inleiding tot spektroskopiese binaries)
(bespreking van die gebruik van radiale snelhede om die massas sterre, sterretrosse en sterrestelsels te bepaal)

Radiale snelhede in die heelal
(Bespreking van die radiale snelhede van sterrestelsels: inleiding tot die uitbreiding van die heelal)


Die afstand tussen Son en Aarde wat in Hanuman Chalisa genoem word

Die vorm van die aarde se baan om die son is nie 'n sirkel nie en is effens ellipties. Volgens die moderne sterrekunde en wetenskap wissel die afstand tussen die aarde en die son dus dwarsdeur die jaar.

bron

Die naaste punt in die aarde se baan staan ​​bekend as Periapsis (Perihelion) waarop die aarde se baan om die son, die aarde 147,166,462 km vanaf die son is. Dit kom gewoonlik omstreeks 3 Januarie voor. Die verste punt in die baan van die aarde word Apoapsis (Aphelion) genoem as die aarde die verste weg van die son af is rondom 3 Julie wanneer dit 152 171 522 km is. Die gemiddelde afstand tussen die aarde en die son is dus 149 597 870,691 km.

Moderne wetenskaplikes het die afstand tussen die son en die aarde vir die eerste keer in 1672 gemeet deur Jean Richer en Giovanni Domenico Cassini. Hulle het die afstand tussen die son en die aarde gemeet as 22 000 keer van die Aarde se radius (Totale Afstand: 220000 x 6371 = 140 162 000 km).

bron

Die Hindoe-tekste soos die Vedas en Upanishads lei egter die Indiese beskawing al duisende jare. Hulle word beskou as die pilare van Hindoeïsme. 'Veda' wat basies 'kennis' aandui, is 'n versameling waarnemings en inligting wat baie verder gaan as die begrip van gewone mense. Dit bestaan ​​uit inligting wat verdeel word in verskillende vertakkings van die wetenskap, soos sterrekunde, fisika, chemie, ens. Een vaste voorbeeld is die berekening van die afstand tussen die son en die aarde wat in Hanuman Chalisa genoem word.

Die feit dat die afstand tussen die son en die aarde 2 eeue voor die moderne wetenskaplike akkuraat gemeet is, is waarskynlik een van die mees verstommende feite van die hindoeïsme. Die bekende Hanuman Chalisa, geskryf deur Goswami Tulasidas wat in die 15de eeu gebore is. Daar is bekend dat die Hanuman Chalisa die afstand tussen die son en ons planeet Aarde akkuraat verskaf het. Hierdie feit beteken basies dat hierdie wetenskaplike inligting 2 eeue voor die 17de-eeuse wetenskaplikes ontdek is.

Op grond van wetenskaplike bevindings is die aarde ongeveer 3 Julie die verste weg van die son af as dit 152 171 522 km ver is. Hierdie punt in die aarde se baan word Apoapsis (aphelion) genoem. Die gemiddelde afstand van die aarde tot die son is 149,597,870,691 km (92,955,807 myl).

Die Hanuman Chalisa-gebed noem die afstand tussen die son en die aarde:

& # 8216 “जुग सहस्र जोजन पर भानू। ्यो ताहि मधुर फल जानू॥ १८॥ ”

& # 8211 Juga Sahastra Yojana Para Bhanu, Leelyo Thaahi Madhur Phala Jaanu

Wat beteken,

Son is op die afstand van sahastra (duisend) yojan ('n astronomiese eenheid van afstand).

Die Hindoe-Vediese literatuur noem die waardes van die veranderlikes, soos:

1 yuga = 12000 hemelse jare,
1 sahastra = 1000 & amp
1 yojana = 8 myl

Yuga x Sahastra x Yojana = Para Bhanu
12.000 x 1000 x 8 myl = 96.000.000 myl
1 myl = 1,6 km
96.000.000 x 1.6kms = 153.600.000 km na die son.

Nadat sekere intellektuele hierdie beroemde lyn van Hanuman Chalisa deur Tulsidas gedekodeer het, kon hulle die afstand van die aarde vind, het hulle gevind dat dit presies dieselfde is as wat wetenskaplike later ontdek het. Die Aarde sal egter effense variasies van die afstand tot die Son hê, gebaseer op die verskillende seisoene, omdat dit op 'n elliptiese manier rondom die Son beweeg.

Dit is baie interessant hoe dit genoem word Toe Hanuman baie jonk was, het hy van die aarde af na die lug in die rigting van die son gevlieg om dit te eet, en aanvaar dat dit 'n ryp, sappige vrug is. Terwyl Tulsidas hierdie voorval in die Chalisa in eenvoudige tale noem, gee hy die afstand tussen die aarde en die son.


Aard-son afstandmeting herdefinieer

Een van die staatmaker-eenhede van die sterrekunde het pas 'n verandering gekry. Die Internasionale Astronomiese Unie, die outoriteit oor astronomiese konstantes, het eenparig gestem om die astronomiese eenheid, die konvensionele lengte-eenheid op grond van die afstand tussen die aarde en die son, te herdefinieer.

"Die nuwe definisie is baie eenvoudiger as die ou," sê Sergei Klioner van die Tegniese Universiteit van Dresden in Duitsland, een van 'n groep wetenskaplikes wat dekades lank gewerk het aan die verandering, wat verlede maand tydens 'n IAU-vergadering in werking getree het.

Onder die nuwe definisie is die astronomiese eenheid (of AU) die meting wat gebruik word vir die afstand tussen die aarde en die son - is nie meer altyd aan die gang nie, afhangende van die lengte van 'n dag en ander veranderende faktore. Dit is nou 'n vaste getal: 149.597.870.700 meter, wat gelykstaande is aan byna 92.956 miljoen myl.

Klioner het verduidelik dat die eenvoudiger definisie nuttig is, byvoorbeeld vir wetenskaplikes wat efemere formuleer - tabelle wat die presiese posisie van astronomiese voorwerpe in die lug gee. Hulle gebruik die astronomiese eenheid om die beweging van liggame in die sonnestelsel te bereken. [Sonnestelsel van binne na buite verklaar (infografies)]

"Die breër gemeenskap van sterrekundiges kan nou, met minder moeite, beter verstaan ​​wat hul kollegas - sterrekundiges wat kundig is met planetêre efemeriede - doen en hoe hulle die akkuraatheidsteorieë van beweging in die sonnestelsel voortbring," het hy aan SPACE gesê. .com per e-pos.

Die hersiening maak dit ook makliker vir ingenieurs, sagteware-ontwerpers en studente om die eenheid te verstaan, het Klioner en sy kollega Nicole Capitaine, van die Paris Observatory, opgemerk.

Terselfdertyd kan die herdefiniëring 'n grafskrif dien vir die vervloë era toe aardgebonde wetenskaplikes afhanklik was van kykhoeke om hemelafstande te bereken.

'N Gevestigde eenheid

Die gebrek aan akkurate instrumente het vroeë sterrekundiges sterk op hoeke vertrou om die grootte van die heelal te bereken. Deur Mars van twee afsonderlike punte op Aarde te bestudeer, kon die 17de-eeuse Italiaanse sterrekundige Giovanni Cassini trigonometrie gebruik om die afstand van die aarde na die son met slegs ongeveer 6 persent fout te bereken.

"Die uitdrukking van afstande in die astronomiese eenheid het sterrekundiges in staat gestel om die moeilikheid te meet om afstande in een of ander fisiese eenheid te meet," het Capitaine per e-pos aan SPACE.com gesê. "So 'n praktyk was baie jare nuttig, want sterrekundiges kon nie afstandmetings in die sonnestelsel maak so presies as wat hulle hoeke kon meet nie."

Moderne instrumente kan binne 'n paar meter van presies bepaalbare afstande van ongeveer 150 miljoen kilometer (ongeveer 150 miljoen kilometer) wees.

Die astronomiese eenheid word uiteindelik gedefinieer deur 'n wiskundige uitdrukking wat die massa van die son, die lengte van 'n dag en 'n vaste getal, bekend as die Gauss-gravitasiekonstante, betrek. Omdat die aarde sy ster in 'n ellips wentel eerder as in 'n sirkel, skuif die lengte van 'n dag oor die loop van 'n jaar. Terselfdertyd verander die son massa voortdurend in energie.

In die 20ste eeu het die beroemde wetenskaplike Albert Einstein algemene relatiwiteit bygevoeg. Volgens die beroemde teorie is ruimte-tyd relatief, afhangend van die verwysingsraamwerk.

Die nuwe vaste nommer is die beste skatting van die oorspronklike uitdrukking, het Klioner gesê.

"As ons sou besluit om met die ou definisie voort te gaan, sou ons 'n aantal bykomende konvensies moes byvoeg om laasgenoemde sinvol te maak binne die raamwerk van algemene relatiwiteit," het hy verduidelik. "'N Beter manier was om die definisie heeltemal te verander - en dit is wat ons daarin geslaag het om te doen."

Capitaine het gesê: "Die definisieverandering van die astronomiese eenheid het hoofsaaklik betrekking op dié op die gebied van dinamika met 'n hoë akkuraatheid in die sonnestelsel."

Satelliete en ander kunsvlyt wat in die ruimte reis, word nie beïnvloed nie, want hulle vertrou op vasgestelde afstande.

"Die afstand tussen die aarde en die son, soos enige fisiese afstand, moet gemeet word en kan nie deur enige vorm van resolusie bepaal word nie," het Klioner gesê.

Die tye verander

Capitaine en Klioner is onder die verskillende wetenskaplikes wat die afgelope twee dekades gewerk het aan die hersiening van die astronomiese eenheid. Capitaine het gesê dat sy die eerste keer betrokke geraak het toe sy in 1994 'n voorlegging gehou het met Bernard Guinot, ook van die Paris Observatory. In die loop van tien jaar het verskeie gepubliseerde artikels deur verskillende wetenskaplikes die gevolge van die verandering van die staatmaker-eenheid bespreek. Die drie wetenskaplikes het die kwessie by 'n aantal verskillende geleenthede aan die astronomiese gemeenskap voorgelê.

Ander sterrekundiges het gehelp om die uitvoerbaarheid van die verandering aan te toon voordat dit op die tafel van een van die werkgroepe vir die Internasionale Sterrekundige Unie beland het. Die resolusie is 'n paar keer herwerk voordat dit eenparig gelewer is.

"Die verandering soos ons dit nou het, is regtig 'n produk van kollektiewe werk," het Klioner gesê.

Hy het verder gesê: "Ek dink dat die energie, toewyding en die wêreldwye wetenskaplike reputasie van Nicole Capitaine van kardinale belang was om hierdie verandering deur te voer."

Om van 'n voortdurend veranderende waarde na 'n vaste getal oor te skakel, lyk miskien na 'n maklike keuse, maar die groep het weerstand gekry. Sommige het geglo dat die opknapping te moeilik sou wees om met belangrike sagteware te implementeer, terwyl ander bekommerd was dat die afwykings in die vorige werk moontlik sou wees. Nog ander was ongemaklik om so 'n historiese definisie te verander. Uiteindelik is daar blykbaar aan alle bekommernisse voldoen.
'Die afgelope twee jaar het ek nog geen enkele beswaar teen die verandering gehoor nie,' het Klioner gesê.

Opmerking van die redakteur: Hierdie verhaal is reggestel om 'n fout in die tiende paragraaf op te los wat verkeerdelik verklaar het dat die aarde-sonafstand ongeveer 150 miljoen meter was. Dit is byna 150 miljard meter.


Aard-son afstandmeting herdefinieer

Een van die staatmaker-eenhede van die sterrekunde het pas 'n verandering gekry. Die Internasionale Astronomiese Unie, die outoriteit oor astronomiese konstantes, het eenparig gestem om die astronomiese eenheid, die konvensionele lengte-eenheid op grond van die afstand tussen die aarde en die son, te herdefinieer.

"Die nuwe definisie is baie eenvoudiger as die ou," sê Sergei Klioner van die Tegniese Universiteit van Dresden in Duitsland, een van 'n groep wetenskaplikes wat dekades lank gewerk het aan die verandering, wat verlede maand tydens 'n IAU-vergadering in werking getree het.

Onder die nuwe definisie, die astronomiese eenheid (of AU) die meting wat gebruik word vir die afstand tussen die aarde en die son - is nie meer altyd aan die gang nie, afhangende van die lengte van die dag en ander veranderende faktore. Dit is nou 'n vaste getal: 149.597.870.700 meter, wat gelykstaande is aan byna 92.956 miljoen myl.

Klioner het verduidelik dat die eenvoudiger definisie nuttig is, byvoorbeeld vir wetenskaplikes wat efemeriede formuleer - tabelle wat die presiese posisie van astronomiese voorwerpe in die lug gee. Hulle gebruik die astronomiese eenheid om die beweging van liggame in die sonnestelsel te bereken. [Sonnestelsel wat van binne na buite verklaar word (infografies)]

"Die breër gemeenskap van sterrekundiges kan nou beter, met minder moeite, verstaan ​​wat hul kollegas - sterrekundiges wat kundig is met planetêre efemeriede - doen en hoe hulle die akkuraatheidsteorieë van beweging in die sonnestelsel voortbring," het hy aan SPACE gesê. .com per e-pos.

Die hersiening maak dit ook makliker vir ingenieurs, sagteware-ontwerpers en studente om die eenheid te verstaan, het Klioner en sy kollega Nicole Capitaine, van die Paris Observatory, opgemerk.

Terselfdertyd kan die herdefinisie 'n grafskrif dien vir die vervloë era toe aardgebonde wetenskaplikes afhanklik was van kykhoeke om hemelafstande te bereken.

'N Gevestigde eenheid

Die gebrek aan akkurate instrumente het vroeë sterrekundiges sterk op hoeke vertrou om die grootte van die heelal te bereken. Deur Mars van twee afsonderlike punte op aarde te bestudeer, kon die 17de-eeuse Italiaanse sterrekundige Giovanni Cassini trigonometrie gebruik om die afstand van die aarde na die son met slegs ongeveer 6 persent fout te bereken.

"Die uitdrukking van afstande in die astronomiese eenheid het sterrekundiges in staat gestel om die moeilikheid te meet om afstande in een of ander fisiese eenheid te meet," het Capitaine per e-pos aan SPACE.com gesê. "So 'n praktyk was baie jare nuttig, want sterrekundiges kon nie afstandmetings in die sonnestelsel maak so presies as wat hulle hoeke kon meet nie."

Moderne instrumente kan binne 'n paar meter wees van presies bepalende afstande van meer as 150 miljoen meter, of ongeveer 93,000 myl.

Die astronomiese eenheid word uiteindelik gedefinieer deur 'n wiskundige uitdrukking wat die massa van die son, die lengte van 'n dag en 'n vaste getal, bekend as die Gaussiese gravitasiekonstante, behels. Omdat die aarde sy ster in 'n ellips wentel eerder as in 'n sirkel, skuif die lengte van 'n dag oor die loop van 'n jaar. Terselfdertyd verander die son massa voortdurend in energie.

In die 20ste eeu het die beroemde wetenskaplike Albert Einstein algemene relatiwiteit bygevoeg. Volgens die beroemde teorie is ruimte-tyd relatief, afhangend van die verwysingsraamwerk.

Die nuwe vaste nommer is die beste skatting van die oorspronklike uitdrukking, het Klioner gesê.

"As ons sou besluit om met die ou definisie voort te gaan, sou ons 'n paar bykomende konvensies moes byvoeg om laasgenoemde sinvol te maak binne die raamwerk van algemene relatiwiteit," het hy verduidelik. "'N Beter manier was om die definisie heeltemal te verander - en dit is wat ons daarin geslaag het om te doen."

Capitaine het gesê: "Die definisieverandering van die astronomiese eenheid het hoofsaaklik betrekking op dié op die gebied van dinamika met 'n hoë akkuraatheid sonnestelsel."

Satelliete en ander kunsvlyt wat in die ruimte reis, word nie beïnvloed nie, want hulle vertrou op vaste afstande.

"Die afstand tussen die aarde en die son, soos enige fisiese afstand, moet gemeet word en kan nie deur enige vorm van resolusie bepaal word nie," het Klioner gesê.

Die tye verander dit

Capitaine en Klioner is onder verskillende wetenskaplikes wat die afgelope twee dekades gewerk het aan die hersiening van die sterrekundige eenheid. Capitaine het gesê dat sy die eerste keer betrokke geraak het toe sy in 1994 'n aanbieding met Bernard Guinot, ook van die Parys-sterrewag, gehou het. In die loop van tien jaar het verskeie gepubliseerde artikels deur verskillende wetenskaplikes die gevolge van die verandering van die staatmaker-eenheid bespreek. Die drie wetenskaplikes het die kwessie by 'n aantal verskillende geleenthede aan die astronomiese gemeenskap voorgelê.

Ander sterrekundiges het gehelp om die uitvoerbaarheid van die verandering aan te toon voordat dit op die tafel van een van die werkgroepe vir die Internasionale Sterrekundige Unie beland het. Die resolusie is 'n paar keer herwerk voordat dit eenparig gelewer is.

"Die verandering soos ons dit nou het, is regtig 'n produk van kollektiewe werk," het Klioner gesê.

Hy het verder gesê: "Ek dink dat die energie, toewyding en die wêreldwye wetenskaplike reputasie van Nicole Capitaine van kardinale belang was om hierdie verandering deur te voer."

Om van 'n konstant veranderende waarde na 'n vaste getal oor te skakel, lyk miskien na 'n maklike keuse, maar die groep het weerstand gekry. Sommige het geglo dat die opknapping te moeilik sou wees om met belangrike sagteware te implementeer, terwyl ander bekommerd was dat die teenstrydighede in die vorige werk ingebring kon word. Nog ander was ongemaklik om so 'n historiese definisie te verander. Uiteindelik is daar blykbaar aan al die bekommernisse voldoen.
'Die afgelope twee jaar het ek nog geen enkele beswaar teen die verandering gehoor nie,' het Klioner gesê.


Die meting van die deursnee van die son, 'n wetenskaplike aktiwiteit

OORSIG: Die aarde is ongeveer 150,000,000 km van die son af. Hierdie afstand wissel ietwat met die seisoene vanweë die aarde se elliptiese baan. Tog kan 'n eenvoudige instrument gekonstrueer word wat meetdata verskaf wat 'n relatiewe akkurate meting van die son se deursnee moontlik maak.

Die verhouding wat gebruik gaan word is:

Uit hierdie verhouding kan ons 'n formule verkry:

2 klein kartondose - grootte is nie van kritieke belang nie, maar moet genoeg wees om die vorm goed te hou

2 stukke stywe karton 10 cm X 20 cm (miskien uit 'n skoendoos)

lemmetjie of skerp mes

klein stukkie aluminiumfoelie

AKTIWITEITE EN PROSEDURES:

1. Plak die deksels van die bokse veilig toe. Sny splete aan weerskante van elke boks, direk teenoor mekaar. Maak elke gleuf in die vorm van 'n hoofletter "I" en van 'n grootte wat pas by die meterstok wanneer die boks op die meterstok gedruk word. As metings en snye versigtig gemaak word, sal die voorkant van die houer loodreg op die meterstok wees. Dit is belangrik. Plak die een kissie vas aan die een kant van die meterstok, maar laat die ander kis vry.

2. Sny 'n gat van 5 cm x 5 cm naby die een punt van een stuk karton en bedek met die aluminiumfoelie. Plak die foelie vas. Pons 'n baie klein gaatjie naby die middel van die foelie met 'n geslypte potlood of 'n pen.

3. Plak hierdie kaart op die houer wat aan die meterstok vasgemaak is.

4. Trek twee ewewydige lyne presies 8,0 mm van mekaar naby die middel van die oorblywende karton.

5. Tape the card with the parallel lines to the face of the sliding box. Note: Be certain both cards are as nearly perpendicular to the meter stick as is reasonably possible. The lines are perpendicular to the meter stick.

6. Point the end of the meter stick that holds the foil-covered card toward the sun. CAUTION: Do not look at the sun! Move the meter stick around until the shadow of the foil-covered card falls on the other card. A bright image of the sun will appear on the sliding card. Move the sliding card until the bright image of the sun exactly fills the distance between the parallel lines. Measure the distance between the cards on the meter stick. Distance between the two cards = mm.

7. Use the formula from the theory section to calculate the diameter of the sun. Use 150,000,000 km as the distance from Earth to the sun.

8. Find the percent difference between your measurement of the sun's diameter and the accepted actual diameter of the sun which is 1,391,000 km.

List factors which could account for the difference between your measurement and the accepted diameter of the sun.

The calculation you made in step 8 was a test of measurement ACCURACY. What could you do to test the PRECISION of your meter stick instrument?

FOR FURTHER STUDY: The actual distance between the earth and sun varies from a minimum of 147,097,000 km to a maximum of 152,086,000 km.

1. Recalculate the diameter of the sun using your distance between cards measurement and the minimum distance between the earth and sun in the formula.

2. Again, recalculate the diameter of the sun using your distance between cards measurement and the maximum distance between the earth and sun in the formula.

3. Does the accepted actual diameter of the sun fall between your calculations B and C?

How do calculations B and C affect your estimation of the accuracy of your measurement as opposed to the percent difference you calculated in step B above?

Refer to the relationships described in the theory of this lab and derive a formula for calculation the distance from the earth to the sun. Use the measurements you can obtain from your meter stick instrument to calculate this distance. Obtain an astronomy reference which gives the actual distance between the earth and sun on a given day or week to check the accuracy of your instrument.

What changes or refinements would you make in your meter stick instrument if you were to plan to chart the earth-sun distance through the remainder of the school year? How could you present the results of such a charting project in a meaningful way?


Watch the video: Die Dans van die Son en die Aarde (Januarie 2023).