Dünya-Güneş mesafesi başlangıçta nasıl hesaplandı?


Yanıtlar:


20

Sheehan ve Westfall tarafından yazılan Venüs'ün Geçişleri kitabı , Aristarchus'un Hipparchus'un Dünya-Ay mesafesini hesaplamasını nasıl kullandığını, bunun karşılığında Eratosthenes'in Dünya çevresinin hesaplamasını Dünya-Güneş mesafesini hesaplamak için kullandığını anlatıyor.

Samos'un Aristarşusu, geometriyi kullanarak Güneş'e olan mesafeyi ciddi olarak hesaplayan ilk kişiydi. Ay, Dünya'dan görüldüğünde (ilk veya son çeyrek faz) tam olarak yarı aydınlandığında, Ay doğru açıda olacak şekilde Dünya, Ay ve Güneş arasında doğru bir üçgen vardır. Sonra Güneş ve Ay arasındaki gökyüzünde açısal mesafeyi, ayrıca Dünya-Güneş mesafesini elde etmek için Dünya-Ay mesafesini ve geometrisini ölçebilirdi.

İskenderiye'deki büyük kütüphanede kütüphaneci olan Cyrene Eratosthenes (M.Ö. 276-196) tarafından dünyanın çevresinin en ünlü antik tahmini. Basit bir cüceyi kullanarak, Syene'de ... yaz gündönümündeki güneşin hiç gölge atmadığını gördü: tam olarak havadaydı. ... Aynı anda, İskenderiye'de, güneşin gölgesi dikeyden 7,2 derece durduğunu gösteriyor. Bu fark bir dairenin 1 / 50'sine eşittir.

Şehirler arasındaki mesafeyi kullanarak, Dünya'nın çevresi hesaplanabilir.

Dünyanın yarıçapı bilindikten sonra, dünyanın kendisi daha büyük mesafeleri (aya olan mesafe) belirlemek için bir temel olarak kullanılabilir.

[Ay] dünya ay mesafesini [ay] tutulmalarının geometrisinden dolaylı olarak çalışmak mümkün olur. Bu yöntemi kullanarak, Rodos Hipparçusu (fl. 140 MÖ), ayın mesafesinin 59 dünya yarıçapı olduğunu öğrendi. Modern değerin 1 1/2 veya 2 toprak yarıçapı ile iyi bir yaklaşımdır.

Dünya-Ay mesafesini ve Ay tam olarak yarı fazdayken Ay'ın gökyüzünde Güneş'ten ayrılmasını kullanarak, Aristarchus Dünya-Güneş mesafesini hesapladı.

Aristarchus, ayın evresi tam olarak yarıya indiğinde güneş-dünya-ay açısını belirlemeye dayanan geometrik bir argüman ortaya attı. Aslında 89.86 derece olan bu açı için Aristarchus 87 derece kullandı; anlaşmazlık ortaya çıkabileceğinden daha önemlidir, çünkü kritik miktar açı ile 90 derece arasındaki farktır .

Bu nedenle Aristarchus sadece çok küçük olan "5 milyon mil" e eşit bir değere sahipti.

Phil Plait, eski Kötü Astronomi sitesinde, gökbilimcilerin Dünya'dan Güneş'e (AU veya astronomik birim) mesafeyi nasıl hesapladıkları hakkında bir soruyu cevaplayan bir makaleye sahiptir .

Bu mesafeyi her türlü doğrulukla hesaplayan ilk Huygens oldu.

Peki Huygens bunu nasıl yaptı? Venüs'ün bir teleskopla bakıldığında tıpkı kendi Ay'ımız gibi aşamalar gösterdiğini biliyordu. Ayrıca Venüs'ün gerçek evresinin, Dünya'dan görüldüğü gibi Güneş ile yaptığı açıya bağlı olduğunu biliyordu. Venüs Dünya ve Güneş arasında olduğunda, uzak taraf aydınlanır ve böylece Venüs'ün karanlık olduğunu görürüz. Venüs Dünya'nın Güneş'in uzak tarafında olduğunda, yarının tamamının bize aydınlanmış olarak baktığını görebiliriz ve Venüs dolunay gibi görünür. Venüs, Güneş ve Dünya dik bir açı oluşturduğunda, Venüs yarı aydınlanmış, yarım Ay gibi görünür.

Şimdi, bir üçgende herhangi iki iç açıyı ölçebilir ve kenarlarından birinin uzunluğunu biliyorsanız, başka bir kenarın uzunluğunu belirleyebilirsiniz. Huygens, Güneş-Venüs-Dünya açısını (aşamalardan) bildiğinden ve doğrudan Güneş-Dünya-Venüs açısını ölçebildiğinden (sadece Venüs'ün gökyüzündeki Güneş'ten görünen mesafesini ölçerek) Dünya'dan Venüs'e uzaklık. Sonra Dünya-Güneş mesafesini elde etmek için basit bir trigonometri kullanabilirdi.

Huygens burada devreye girdi. Bir nesnenin görünen boyutunu ölçtüğünüzde ve gerçek boyutunu bildiğinizde, o nesneye olan mesafeyi bulabileceğinizi biliyordu. Huygens, Venüs'ün gerçek boyutunu numeroloji ve mistisizm gibi bilimsel olmayan teknikleri kullanarak bildiğini düşünüyordu. Bu yöntemleri kullanarak Venüs'ün Dünya ile aynı büyüklükte olduğunu düşündü. Sonuç olarak, bu doğru! Venüs gerçekten de Dünya ile aynı boyuta çok yakın, ama bu durumda onu saf şansla doğru buldu. Ancak doğru numaraya sahip olduğu için AU için doğru numarayı elde etti.

Huygens temel olarak Venüs'ün boyutunu belirlemek için "numeroloji ve mistisizm" kullanmak dışında iyi yöntemler kullandı. Venüs'ün neredeyse Dünya'nın büyüklüğü olduğu için şanslıydı; bu da AU için tahminini oldukça yaklaştırdı.

Çok geçmeden Cassini, AU'yu belirlemek için Mars'ın paralaksını kullandı. (Yukarıda bağlantısı verilen makalenin aynısı.)

1672 yılında, Cassini AU almak için Mars'ta paralaksları kapsayan bir yöntem kullanıldı ve onun yöntemi oldu doğru.

Paralaks, farklı gözlem pozisyonları nedeniyle gözlenen açıdaki bariz farktır. Paralaks ne kadar küçük olursa mesafe de o kadar büyük olur.

Bununla birlikte, sonuçtaki hesaplamanın kesinliği gözlemlerin kesinliğine bağlıdır ve paralaksın ölçümleri o kadar da hassas değildir.

1716'da Edmond Halley, güneş paralaksını doğru bir şekilde ölçmek için Venüs'ün bir geçişini kullanmanın bir yolunu, yani farklı enlemlerdeki gözlemciler nedeniyle Güneş'in gökyüzündeki konumunun farkını yayınladı.

Gözlemcilerin enlem farkı nedeniyle, Venüs güneşin diski üzerinde farklı uzunluktaki akorlar boyunca hareket ediyor gibi görünüyordu. Venüs'ün hareketi neredeyse tekdüze, her akorun uzunluğu transitin süresi ile orantılı olacaktır. Dolayısıyla gözlemciler aslında hiçbir şey ölçmek zorunda kalmayacaklardı ; sadece geçişi zamanlamak zorunda kalacaklardı . Neyse ki, mevcut sarkaçlı saatler bu amaç için yeterince doğru değildi.

Saatlerce sürecek olan geçişi büyük bir hassasiyetle zamanlayabilirler. Ancak 1761'de Venüs'ün bir sonraki geçişine kadar beklemek zorunda kaldılar. Daha sonra gözlemciler, siyah damla etkisini gözlemledi ve bu da olayı baştan sona kadar zamanlamayı çok zorlaştırdı.

Siyah damla etkisi tamamen ortadan kaldırılamaz, ancak kusurlu optik kalitede teleskoplarla (1761 geçişinde kullanılanların çoğunun olduğu gibi) yapılan gözlemlerde ve kaynar veya kararsız havada çok daha fazla görülür. Dahili temas süreleriyle ilgili karışıklık ... siyah damla nedeniyle gözlemciler arasında 52 saniye kadar farklı temas süreleri oluştu.

Sonunda, 8.28 ark saniyeden 10.60 ark saniyeye kadar geniş bir yayınlanmış değer aralığı vardır.

Ama sonra 1769 geçişi oldu. Kuzey gözlemleri için Norveç'te ve Hudson Körfezi'nde gözlemler yapıldı ve Yüzbaşı James Cook, şimdi Tahiti'nin güneyde bir gözlem yapması için gönderildi. Jérôme Lalande rakamları derledi ve yaklaşık 8.794 ark-saniyelik modern rakama yakın olan 8.6 ark-saniyelik bir güneş paralaksını hesapladı. Bu hesaplama, Dünya'nın Güneş, yarıçapı olan ve yaklaşık 153.000.000 km yarıçapı veren 24.000 Dünya yarıçapının ilk oldukça doğru hesaplamasını verdi ve kabul edilen değer yaklaşık 149.600.000 km'dir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.