Meddig van a Nap? Úgy tűnik, hogy aligha tudna feltenni egyértelműbb kérdést. Ugyanakkor ez a kérdés több mint kétezer éve ragaszkodott a csillagászokhoz.
Természetesen ez szinte páratlan jelentőségű kérdés, amelyet a történelemben csak az a föld árnyékának és tömegének keresése árnyékolt be. Ma ismert a csillagászati egység, a távolság referenciaként szolgál a Naprendszerben és az alapvonalként az univerzumban lévő összes távolság mérésére.
Az ókori Görögországban gondolkodók voltak az elsők, akik megpróbálták megtervezni a kozmosz átfogó modelljét. Semmi szemmel, csak szemmel végzett megfigyelésekkel néhány dolgot meg lehetne dolgozni. A Hold nagyra hullott az égen, így valószínűleg nagyon közel volt. A napfogyatkozások azt mutatták, hogy a Hold és a Nap szinte pontosan azonos szögméretekkel rendelkezett, de a Nap annyira fényesebb volt, hogy talán nagyobb volt, de távolabb van (ez a Nap és Hold látszólagos méretével kapcsolatos egybeesés szinte leírhatatlan jelentőséggel bír a csillagászat fejlesztése). A többi bolygó nem tűnt nagyobbnak, mint a csillagok, ám úgy tűnt, hogy gyorsabban mozognak; valószínűleg valamilyen köztes távolságra voltak. De vajon mi tudunk-e jobb lenni, mint ezek a homályos leírások? A geometria feltalálásával a válasz hangos igen lett.
Az első távolság, amelyet bármilyen pontossággal meg lehetett mérni, a Hold távolsága volt. A II. Század közepén, Hipparchus görög csillagász úttörője volt egy olyan módszer használatának, parallaxis. A párhuzam gondolata egyszerű: ha az objektumokat két különböző szögből megfigyelik, akkor a közelebb lévő objektumok jobban eltolódnak, mint a távolabbiak. Ezt könnyen megmutathatja magának, ha ujját karhosszon tartja, az egyik szemét, majd a másikot becsukja. Figyelje meg, hogy az ujja jobban mozog, mint a háttérben lévő dolgok? Ez párhuzam! Megfigyelve a Hold két várostól egy ismert távolságra lévő távolságát, Hipparchus egy kis geometria segítségével kiszámította távolságát a mai modern érték 7% -án belül - nem rossz!
Mivel a Holdtól való távolság ismert volt, egy másik görög csillagásznak, Aristarchusnak elkészítették a színpadot, hogy megtegye az első ütést a Föld Naptól való távolságának meghatározásakor. Aristarchus rájött, hogy amikor a Hold pontosan félig megvilágítva, derékszögű háromszöget képez a Földdel és a Nappal. Most, hogy tudta a Föld és a Hold közötti távolságot, ehhez a pillanathoz csak a Hold és a Nap közötti szögre volt szüksége, hogy kiszámítsa magát a Nap távolságát. A ragyogó érvelést aláássa a nem megfelelő megfigyelések. Aristarchus csak a tekintetével folytatta, de a szöget 87 fokra becsülte, nem szörnyen messze a 89,83 fok valódi értékétől. De ha a távolság hatalmas, akkor a kis hibák gyorsan nagyításra kerülhetnek. Eredményét több mint ezer tényező jellemezte.
Az elkövetkező kétezer évben az Aristarchus módszerére alkalmazott jobb megfigyelések a valós érték háromszor vagy négyszeresére esnek. Szóval hogyan javíthatjuk ezt tovább? Még mindig csak egy módszer volt a távolság közvetlen mérésére, és ez a parallax volt. De a Nap párhuzamának megtalálása sokkal nagyobb kihívást jelentett, mint a Holdé. Végül is, a Nap lényegében jellegtelen, és hihetetlen fényessége eltakarítja a látványt, amely a hátradődő csillagokról van. Mit tehetnénk?
A tizennyolcadik századra azonban a világ megértése jelentősen fejlődött. A fizika területe még gyerekcipőben volt és kritikus nyomot adott. Johannes Kepler és Isaac Newton megmutatta, hogy a bolygók közötti távolságok mind összefüggenek; keressen egyet, és mindet megismerné. De vajon könnyebb megtalálni, mint a Földét? Kiderül, hogy a válasz igen. Néha. Ha szerencséd van.
A kulcs a Vénusz tranzitja. A tranzit során a bolygó a Földről nézve keresztezi a Napot. Különböző helyekről úgy tűnik, hogy a Vénusz áthalad a Nap nagyobb vagy kisebb részein. James Gregory és Edmond Halley rájött, hogy mennyi ideig tarthat ezen átjárókban. Megállapítottuk, hogy a Vénusz (és így a Nap) távolsága meghatározható (érdekli, hogy ez hogyan történik. . Most az az idő, amikor általában valami olyat mondtam: Nagyon egyszerűnek tűnik, igaz? Csak egy fogás van ... De talán még soha nem volt ilyen hamis. Az esélyeket annyira halmozott fel a siker ellen, hogy valóban bizonyságot tesz ennek a mérésnek a fontosságára, hogy bárki meg is próbálta.
Először is, a Vénusz tranzitjai rendkívül ritkák. Mint az életben egyszeri ritka (bár párban vannak). Mire Halley rájött, hogy ez a módszer működni fog, tudta, hogy túl öreg ahhoz, hogy lehetősége legyen saját maga teljesíteni. Tehát abban a reményben, hogy egy jövő generáció vállalja a feladatot, konkrét utasításokat írt a megfigyelések végrehajtásának módjáról. Annak érdekében, hogy a végeredmény a kívánt pontossággal rendelkezzen, a tranzit időzítését a másodikig kell mérni. Annak érdekében, hogy nagy távolság legyen a távolságról, a megfigyelési helyeknek a Föld távoli részein kell elhelyezkedniük. És annak biztosítása érdekében, hogy a felhős időjárás nem tönkreteheti a siker esélyét, megfigyelőkre lenne szükség a világ minden táján. Beszéljünk egy nagy vállalkozásról egy olyan korszakban, amikor a kontinentális utazás éveket vehet igénybe.
E kihívások ellenére a francia és az angol csillagászok úgy döntöttek, hogy az 1761-es átutazás során összegyűjtik a szükséges adatokat. Addigra a helyzet még rosszabb volt: Anglia és Franciaország belekerült a hétéves háborúba. A tengeri utazás szinte lehetetlen volt. Ennek ellenére az erőfeszítés folytatódott. Bár nem minden megfigyelő volt sikeres (felhők blokkoltak néhányat, mások hadihajókat), a nyolc évvel később újabb árutovábbítás során gyűjtött adatokkal összekapcsolva a vállalkozás sikeres volt. Jerome Lalande francia csillagász összegyűjtötte az összes adatot és kiszámította az első pontos távolságot a Naptól: 153 millió kilométer, jó a valós érték három százalékán belül!
Röviden félre: a számot, amelyről itt beszélünk, Földnek hívjuk félig fő tengely, azaz a Föld és a Nap közötti átlagos távolság. Mivel a Föld pályája nem tökéletesen kör alakú, valójában mintegy 3% -kal közelebb és messzebbre jutunk egy év folyamán. Ugyancsak, ahogy a modern tudományban sok szám van, a csillagászati egység formális meghatározását egy kicsit megváltoztattuk. 2012-től kezdve pontosan 1 AU = 149 597 870 700 méter, függetlenül attól, hogy a Föld félig fő tengelye kissé eltér-e a jövőben.
Mivel a Vénusz áthaladása során úttörő megfigyeléseket végeztünk, óriási mértékben finomítottuk a Föld-Nap távolsággal kapcsolatos tudásunkat. Azt is felhasználtuk, hogy felfedjük a világegyetem hatalmának megértését. Miután megtudtuk, milyen nagy a Föld pályája, parallaxis segítségével mérhetjük meg a távolságot a többi csillaghoz úgy, hogy a megfigyeléseket hat hónapon belül elválasztottuk (amikor a Föld a Nap másik oldalára haladt, 2 AU távolság!) . Ez felfedte a kozmoszt, amely végtelenül folytatódott, és végül annak felfedezéséhez vezet, hogy univerzumunk milliárd éves. Nem rossz, ha egyértelmű kérdést tesz fel!
