太阳离地面多少米?如何计算的呢?

爱一个人需要理由吗95


这也许是一件让人惊讶的事:在人类历史的大部分时间,我们对太阳几乎一无所知。我们不知道它由什么组成,又如何形成,亦或它如何制造能量。我们不知道它有多大,我们也不知道它有多远。

绕行太阳的我们距它大约1亿5千万千米,事实上,由于我们的轨道是一个椭圆形,这只是一个平均数。在最近的地方,地球离太阳1亿4千7百万千米;而最远的距离则会达到1亿5千2百万千米。

太阳系中的距离太大,以至于天文学家使用这个距离作为测量标准,从地球到太阳的平均距离就此被称为天文单位。天文学家不说冥王星距离太阳58.8亿公里,而说这有39个天文单位、或AU。

图解:尽管有所谓的黑滴效应使金星凌日的测量非常困难,但这种罕见的现象,长久以来仍是测量天文单位的最佳方法。

你可能会惊讶地发现,太阳到地球的距离仅在最近几百年才被确定。相关变量实在是太多了。如果天文学家知道它有多大,就可以知道它有多远,反之亦然,然而这两个数字都十分神秘。

图解:天文的距离单位秒差距是使用天文单位做基线,视差是角度1弧秒的距离。图中的1AU和1pc为依照比例(参见恒星视差)。

古代的天文学家,尤其是希腊人,曾试图通过几种不同的方式估算到太阳的距离:测量地球上阴影的长度,或将月球及其轨道的大小与太阳相比。不幸的是,他们至少估计少了10倍。

通过比较这些时刻,天文学家得以通过几何学来算出我们离太阳到底有多远。他们最初的计算得出这个距离是24000倍地球半径。考虑到我们在现代测得的结果是23455倍地球半径,这还不赖。

现代天文学家可以使用雷达和激光脉冲来计算太阳系中天体的距离。例如,他们向水星这样的遥远天体发射强烈的无线电波束,然后计算出波从这一行星反弹并返回地球所需的时间。由于光速是众所周知的,往返时长就会告诉你这个行星有多远。

天文学确实帮我们找到了我们在宇宙中的位置。生活在许多的大谜团已经得到解决的时代,真是太好了。我迫不及待地想看看下一个要到来的发现是什么,尽管我现在还不知道。


一只帕尼


太阳距离地面的距离,说天一样高。测量有精准仪器,也就是航天飞行器


华北五角枫


您好,很高兴回答您的问题。

今天是2020年4月23日,太阳离地面距离多少?换一天,答案是不是一样的呢?

计算这个距离,首先我们需要知道地球绕太阳公转椭圆形轨道的公式,还有地球何时处于近日点(地球离太阳最近的点)。

从2000年到2025年的近日点已经列在美国海军天文台页面上。地球围绕太阳旋转的轨道是一个椭圆,它的半长轴为1.496亿公里,偏心率为0.017。下图为椭圆形试图。

你可以用这个公式“r = a(1-e*e)/(1+e cos(θ))”算出地日距离。在这个公式中,r代表地日距离,a代表半长轴,e代表偏心率,θ则代表与近日点形成的夹角。这些东西都显示在上图中。太阳的位置在这个椭圆形的焦点上,标记为“F”。在这里使用希腊字母符号θ(就是O中间有一根线的那个符号)。

我们已知a和e的数值,而较难的是把角θ和时间联系起来(也就是日期)。这里需要寻找一个近似值,假设地球以恒定的角速率运行,这就意味着如果我们要计算今天是近日点之后的第几天,它等于今天与近日点形成的夹角θ乘以365.25(天)再除以360(度)。(因为一年中有365.25天,而走完一次全程需要360度)。

然而这种算法并不完全正确,因为在17世纪初开普勒发现了行星在靠近太阳时的运行速度比远离太阳时快一点。这使得把夹角θ和从近日点以来的时间联系起来有点困难,但这也是可以做到的,如果你有兴趣了解,你可以在这里或者阅读有关于天体力学的书籍(需要注意的是在该连接中,θ有个学术名称叫“真近点角”并且标注为“N”(希腊数字,读作nu))。

实际上,做个简单的计算后,可以画出一个结果图如下所示。请注意,距离在图表上被错误地标记为以百万公里为单位,而实际上是以亿公里为单位。

2020年4月23日,也是2020年1月5日近日点的日的108天后,这意味着地球离太阳大约1.505亿公里远(你可以从上图中读出)。地球到太阳的平均距离为1.496亿公里,所以在2020年4月23日,地球与太阳之间的距离比评估值多出0.6%。

你可以使用上图来找到在任何一年中的任何一天地球到太阳的距离,只要你知道在那一天与最后一个近日点相隔几日。


分享到:


相關文章: