太陽離地面多少米?如何計算的呢?

愛一個人需要理由嗎95


這也許是一件讓人驚訝的事:在人類歷史的大部分時間,我們對太陽幾乎一無所知。我們不知道它由什麼組成,又如何形成,亦或它如何製造能量。我們不知道它有多大,我們也不知道它有多遠。

繞行太陽的我們距它大約1億5千萬千米,事實上,由於我們的軌道是一個橢圓形,這只是一個平均數。在最近的地方,地球離太陽1億4千7百萬千米;而最遠的距離則會達到1億5千2百萬千米。

太陽系中的距離太大,以至於天文學家使用這個距離作為測量標準,從地球到太陽的平均距離就此被稱為天文單位。天文學家不說冥王星距離太陽58.8億公里,而說這有39個天文單位、或AU。

圖解:儘管有所謂的黑滴效應使金星凌日的測量非常困難,但這種罕見的現象,長久以來仍是測量天文單位的最佳方法。

你可能會驚訝地發現,太陽到地球的距離僅在最近幾百年才被確定。相關變量實在是太多了。如果天文學家知道它有多大,就可以知道它有多遠,反之亦然,然而這兩個數字都十分神秘。

圖解:天文的距離單位秒差距是使用天文單位做基線,視差是角度1弧秒的距離。圖中的1AU和1pc為依照比例(參見恆星視差)。

古代的天文學家,尤其是希臘人,曾試圖通過幾種不同的方式估算到太陽的距離:測量地球上陰影的長度,或將月球及其軌道的大小與太陽相比。不幸的是,他們至少估計少了10倍。

通過比較這些時刻,天文學家得以通過幾何學來算出我們離太陽到底有多遠。他們最初的計算得出這個距離是24000倍地球半徑。考慮到我們在現代測得的結果是23455倍地球半徑,這還不賴。

現代天文學家可以使用雷達和激光脈衝來計算太陽系中天體的距離。例如,他們向水星這樣的遙遠天體發射強烈的無線電波束,然後計算出波從這一行星反彈並返回地球所需的時間。由於光速是眾所周知的,往返時長就會告訴你這個行星有多遠。

天文學確實幫我們找到了我們在宇宙中的位置。生活在許多的大謎團已經得到解決的時代,真是太好了。我迫不及待地想看看下一個要到來的發現是什麼,儘管我現在還不知道。


一隻帕尼


太陽距離地面的距離,說天一樣高。測量有精準儀器,也就是航天飛行器


華北五角楓


您好,很高興回答您的問題。

今天是2020年4月23日,太陽離地面距離多少?換一天,答案是不是一樣的呢?

計算這個距離,首先我們需要知道地球繞太陽公轉橢圓形軌道的公式,還有地球何時處於近日點(地球離太陽最近的點)。

從2000年到2025年的近日點已經列在美國海軍天文臺頁面上。地球圍繞太陽旋轉的軌道是一個橢圓,它的半長軸為1.496億公里,偏心率為0.017。下圖為橢圓形試圖。

你可以用這個公式“r = a(1-e*e)/(1+e cos(θ))”算出地日距離。在這個公式中,r代表地日距離,a代表半長軸,e代表偏心率,θ則代表與近日點形成的夾角。這些東西都顯示在上圖中。太陽的位置在這個橢圓形的焦點上,標記為“F”。在這裡使用希臘字母符號θ(就是O中間有一根線的那個符號)。

我們已知a和e的數值,而較難的是把角θ和時間聯繫起來(也就是日期)。這裡需要尋找一個近似值,假設地球以恆定的角速率運行,這就意味著如果我們要計算今天是近日點之後的第幾天,它等於今天與近日點形成的夾角θ乘以365.25(天)再除以360(度)。(因為一年中有365.25天,而走完一次全程需要360度)。

然而這種算法並不完全正確,因為在17世紀初開普勒發現了行星在靠近太陽時的運行速度比遠離太陽時快一點。這使得把夾角θ和從近日點以來的時間聯繫起來有點困難,但這也是可以做到的,如果你有興趣瞭解,你可以在這裡或者閱讀有關於天體力學的書籍(需要注意的是在該連接中,θ有個學術名稱叫“真近點角”並且標註為“N”(希臘數字,讀作nu))。

實際上,做個簡單的計算後,可以畫出一個結果圖如下所示。請注意,距離在圖表上被錯誤地標記為以百萬公里為單位,而實際上是以億公里為單位。

2020年4月23日,也是2020年1月5日近日點的日的108天后,這意味著地球離太陽大約1.505億公里遠(你可以從上圖中讀出)。地球到太陽的平均距離為1.496億公里,所以在2020年4月23日,地球與太陽之間的距離比評估值多出0.6%。

你可以使用上圖來找到在任何一年中的任何一天地球到太陽的距離,只要你知道在那一天與最後一個近日點相隔幾日。


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