科学家可以用什么方法确定太阳和地球之间的距离?

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太阳与地球的距离是无法直接测量的,就是说通过雷达反射测距是用不到太阳上的,因为太阳本身是个等离子体,无法反射可测的雷达波,所以我们只能通过间接的方法来测量太阳与地球的距离,科学家一般用的是金星凌日法,但是在用这个方法前我们得需要一些已知条件:即地球轨道半径与金星轨道半径的比例关系,好在“开普勒行星定律”早就帮我们解决了这个问题,地球轨道与金星轨道比值为1:0.72,知道这个条件我们就可以利用金星凌日来测量日地距离了。

金星凌日是当地球、金星、太阳在一条直线上,这时从地球上观察的话,就可以看到在太阳的表面,一个小黑点一样的金星在缓慢移动,在天文学称之为“金星凌日”。其实就是一种金星版的日食。

如图所示:

当金星凌日发生时,我们可以观察到金星在日面上成为一个小黑点。我们取地球上的不同的两点A、B,在同一时刻观测金星在日面上的位置,由于存在视差,不同地点相同时间观测金星在太阳表面的位置是不一样的,我们记作A′、B′。对于A、B两点的距离我们在地球上可以很容易的测出,那么根据地球与金星轨道的比例关系就可以计算出A′、B′之间的距离,即AB∶A′B′=0.28∶0.72,这样,通过AB的真实值就可以获得A′B′的实际数值了,因为比例相差不大,所以测得A′B′的数值也会准确很多。接下来的工作就是,在A、B两点分别同时多拍些金星凌日的照片,然后将其重合进行观察,通过对比计算就可以得出太阳的直径与A′B′的关系,然后就能得出太阳的直径。知道了太阳真实直径,再结合太阳的视直径,我们就可以得出太阳与地球的距离了。

在1761年和1769年开始使用金星凌日法测量日地距离,这一办法一直用到20世纪初,在上个世纪60年代,人类已经可以利用雷达测距技术直接测出金星与地球的距离,通过简单的关系式就能更准确的得出日地距离。在航空航天技术得到迅速发展以后,就可以在太空探测器上使用雷达或其它遥感手段对行星进行测距,从而得出更精确的日地距离。


清明的星空

题主你好,很高兴回答你的问题。

有些许天文知识的人第一个想法一定是三角测量法,用来测量太阳的视差。在地球的南北半球分别观测太阳的在天空中的位置,之后可以根据两个观测位置的距离,计算出日地距离。但但实质上此种办法道理很简单但是不好操作。

接下来说一种比较巧妙的方法,但是唯一的缺点就是时间跨度有点大。

金星凌日

依照下图,当金星(V)凌日的时候,从地球上的A、B两地同时观测,看见它投影在日轮上的V1、V2两点,循着A1′A2′和B1′B2′两条平行弦经过日轮。所以由观测求得∠AVB,通过几何计算可推出∠AV1B(或∠AV2B)。如果AB弦之长等于地球的直径,则∠AV1B(或∠AV2B)便是太阳的视差。知道视差便很容易得到日地距离了。



以上引自汪洁老师的科普书籍。



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