地球和太陽的距離有多遠 天文地理
天文地理 由小雪供稿大家在日常看到的太陽,而大家知道太陽和我們居住的地球中的距離到底有多遠嗎,而太陽也是同樣是太陽系的一個中心的天體,對此宇宙的奧妙!探討地球離太陽有多遠到底如何?下面一起來看看吧。
太陽到底距離地球多遠
球繞日公轉(zhuǎn)軌道是一個接近正圓的橢圓,太陽位于橢圓軌道的一個焦點上,這樣在一年內(nèi)、乃至在一天內(nèi),日地距離都在不停的變化之中。
每年1月初,地球位于繞日公轉(zhuǎn)軌道的近日點,日地距離達到最小值,約為1.471億千米。
每年7月初,地球位于繞日公轉(zhuǎn)軌道的遠日點,日地距離達到最大值,約為1.521億千米。
地球與太陽的最大距離是1.521×108千米,約在每年七月初,最小距離是1.471×108千米,約在每年一月初。平均距離是1.496×108千米。人們把地球與太陽之間的距離作為一個天文單位,取其整數(shù)為1億5千萬千米。這段距離相當于地球直徑的11700倍,乘時速1000千米的飛機要花17年才能到達太陽,發(fā)射每秒11.23千米的宇宙飛船也要經(jīng)過150多天到達,太陽光照射到地球需要8分多鐘。
太陽和地球的距離在天文學上稱做“天文單位”,這是一個很重要的數(shù)字,很多天文數(shù)字都是以它為基礎(chǔ)的。測量日地距離的方法有好幾種,一種是利用金星凌日(即太陽、金星一地球剛好在一條直線上);另一種方法是利用小行星測量日地距離。歷史上就是用前一種方法測出地球到太陽的距離的,也是這樣算出日地平均距離的,即從地球上發(fā)出一束雷達波,打到金星上面,再從金星上反射回來。利用這種方法測出的日地平均距離為149,597,870公里,大約為15,000萬公里。
如何測量地球到太陽的距離
據(jù)國外媒體報道,太陽距離我們有多遠?這個問題看似簡單但回答起來難度卻不小,值得一提的是太陽與地球的距離曾困擾了我們超過2000年。通過現(xiàn)代天文學的知識我們知道,太陽與地球之間的距離為一個天文單位,即149,597,870,700米,約等于1.5億公里,但過去的天文學家在沒有如此精確的測量技術(shù)前提下幾乎無法獲得準確的日地距離,這就導(dǎo)致了我們對宇宙其他天體的觀測出現(xiàn)誤差,因為我們都用天文單位來衡量我們與其他天體的距離。
事實上,古希臘的思想家最早開始構(gòu)想宇宙的模型,其中一個就是日地距離,當時科學家通過肉眼觀測來判斷太陽與我們的距離。比如日食時月亮幾乎將太陽完全覆蓋,通過視覺觀測與簡單計算來推測日地距離,但是太陽過于明亮,導(dǎo)致這樣的觀測計算存在較大的誤差。公元前2世紀中葉希臘天文學家開始用視差法觀測天體距離,即從兩個不同的角度觀測,首先應(yīng)用的是地球與月球的距離,由于視差會形成三角形,通過三角函數(shù)能夠解出地球和月球之間的距離,但這個方法幾乎無法獲得真實值,因為如果角度估計有誤,在如此大的距離上誤差會成倍放大。
在接下來一千多年內(nèi)我們對日地距離的觀測仍然沒有較大的進展,到了18世紀,我們對科學的認識開始起步,開普勒和牛頓的發(fā)現(xiàn)讓我們尋找到測量日地距離的一個新方法??茖W家發(fā)現(xiàn)利用金星凌日可以計算出日地距離,即金星通過太陽盤面,通過對1769年上尉詹姆斯-庫克在塔希提島上觀測金星凌日的研究,以及1761年時對凌日的觀測,法國天文學家拉郎德收集到計算出日地距離的所有數(shù)據(jù),第一次精確給出了日地距離的值:1.53億公里,與目前的1.49億公里非常接近,誤差控制在3%之內(nèi)。
到了2012年,我們通過更加先進的觀測技術(shù)再次利用金星凌日計算出更加精確的日地距離,即149,597,870,700米,于是我們可以用這個天文單位來衡量宇宙間其他天體的距離。從中可以看出,日地距離是一個非常重要的天文學單位,是我們探索深空的重要基石。 推薦閱讀:太陽系九大行星大小
關(guān)于太陽的未來
太陽上絕大多數(shù)的氫正逐漸燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楹?,可以說太陽正處于最穩(wěn)定的主序星階段。
對太陽這樣質(zhì)量的恒星而言,主序星階段約可持續(xù)110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮,而在收縮過程中,中心部分的密度就會增加,壓力也會升高,使得氫會燃燒得更厲害,這樣一來溫度就會升高,太陽的亮度也會逐漸增強。太陽自從45億年前進入主序星階段到如今,太陽光的亮度增強了30%,預(yù)計今后還會繼續(xù)增強,使地球溫度不斷升高。
65億年后,當太陽的主序星階段結(jié)束時,預(yù)計太陽光的亮度將是如今的2.2倍,而地球的平均溫度要比如今高60℃左右。屆時就算地球上仍有海水,恐怕也快被蒸發(fā)光了。若僅從平均溫度來看,火星反而會是最適宜人類居住的星球。在主序星階段,因恒星自身引力而造成收縮的這股向內(nèi)的力和因燃燒而引起的向外的力會互相牽制而達到平衡。但在65億年后,太陽中心部分的氫會燃盡,最后只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內(nèi)不再燃燒的區(qū)域,由于抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮,此時太陽會越來越亮,球殼外側(cè)部分因受到影響而導(dǎo)致溫度升高并開始膨脹,這便是另一個階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會持續(xù)數(shù)億年,其間太陽的亮度會達到如今的2000倍,木星和土星周圍的溫度也會升高,木星的冰衛(wèi)星以及作為土星特征的環(huán)都會被蒸發(fā)得無影無蹤,最后,太陽的外層部分甚至會膨脹到如今的地球軌道附近。
另一方面,從外層部分會不斷放出氣體,最終太陽的質(zhì)量會減至主序星階段的60%。因太陽引力減弱之故,行星開始遠離太陽。當太陽質(zhì)量減至原來的60%時,行星和太陽的距離要比現(xiàn)在擴大70%。這樣一來,雖然水星和金星被吞沒的可能性極大,但地球在太陽外層部分到達之前應(yīng)該會拉大距離而存活下來,火星和木星型行星(木星,土星,天王星,海王星)也會存活下來。
像太陽這般質(zhì)量的星球,在其密度已變得非常高的中心部分只會收縮到一定程度,也就是溫度只會升高到某種程度,中心部分的火會漸漸消失。太陽逐漸失去光芒,膨脹的外層部分將收縮,冷卻成致密的白矮星。通過紅巨星時代考驗而存留下來的行星將會繼續(xù)圍繞太陽運行,所有一切都將被凍結(jié),最后太陽系迎接的將會是寂靜狀態(tài)的結(jié)束。