Koliko je daleko Sunce? Čini se kao da jedva da bi mogao postaviti izravnije pitanje. Pa ipak, ovo je istraživanje istraživalo astronoma više od dvije tisuće godina.
Sigurno je to pitanje od gotovo nenadmašnog značaja, zasjenjeno u povijesti možda samo traženjem veličine i mase Zemlje. Danas poznat kao The astronomska jedinica, udaljenost služi kao naša referentna točka unutar Sunčevog sustava i osnovica za mjerenje svih udaljenosti u Svemiru.
Mislioci u drevnoj Grčkoj bili su među prvima koji su pokušali konstruirati sveobuhvatni model kosmosa. Uz samo opažanja golim okom, nekoliko stvari bi se moglo razraditi. Mjesec je na nebu visio kao da je bio prilično blizu. Sunčeve pomračenja otkrile su da su Mjesec i Sunce gotovo potpuno iste kutne veličine, ali Sunce je bilo toliko sjajnije da je možda bilo veće, ali i dalje (ta je slučajnost u vezi s prividnom veličinom Sunca i Mjeseca od gotovo neopisivog značaja u napredovanje astronomije). Ostali su se planeti činili ne većim od zvijezda, ali činilo se da se brže kreću; vjerojatno su bili na nekoj srednjoj udaljenosti. Ali, možemo li učiniti išta bolje od ovih nejasnih opisa? Izumom geometrije odgovor je postao glasno da.
Prva udaljenost koja je bila izmjerena s bilo kojom točnošću bila je Mjesec. Sredinom 2. stoljeća prije Krista, grčki astronom Hipparchus pokrenuo je upotrebu metode poznate kao paralaksa, Ideja paralakse je jednostavna: kada se objekti promatraju iz dva različita kuta, čini se da se bliži objekti više pomiču nego oni udaljeniji. To možete lako demonstrirati sami, držeći prst na duljini ruke i zatvorite jedno oko, a zatim drugo. Primijetite kako se prst pomiče više od stvari u pozadini? To je paralaksa! Promatrajući Mjesec iz dva grada na udaljenosti od kojih je poznata razdaljina, Hiparh je koristio malo geometrije za izračunavanje udaljenosti koja iznosi unutar 7% današnje vrijednosti - nije loše!
Kako je poznata udaljenost do Mjeseca, pozornica je bila postavljena za drugog grčkog astronoma, Aristarha, koji je prvi zabadao u određivanju udaljenosti Zemlje od Sunca. Aristarh je shvatio da kada je Mjesec bio točno napola osvijetljen, formirao je pravi trokut sa Zemljom i Suncem. Znajući udaljenost između Zemlje i Mjeseca, potreban je samo kut između Mjeseca i Sunca u ovom trenutku za izračunavanje udaljenosti samog Sunca. Bilo je to sjajno rezonovanje potkopavano nedovoljnim opažanjima. Aristarch je imao samo oči, nego je taj kut procijenio na 87 stupnjeva, što nije strašno daleko od prave vrijednosti od 89,83 stupnja. Ali kad su prijeđene udaljenosti ogromne, male se pogreške mogu brzo povećati. Njegov rezultat isključen je faktorom većim od tisuću.
U naredne dvije tisuće godina bolja zapažanja primijenjena na Aristarhovu metodu dovela bi nas do 3 ili 4 puta više od stvarne vrijednosti. Pa kako bismo to mogli poboljšati dalje? Još je uvijek postojala samo jedna metoda za izravno mjerenje udaljenosti i to je bila paralaksa. Ali, pronalaženje paralakse Sunca bilo je daleko zahtjevnije od onog na Mjesecu. Uostalom, Sunce je u osnovi besprijekorno i njegova nevjerojatna svjetlina briše svaki pogled na zvijezde koje zaostaju. Što bismo mogli učiniti?
Međutim, u osamnaestom stoljeću naše razumijevanje svijeta znatno je napredovalo. Područje fizike sada je bilo u povojima i pružalo je kritički trag. Johannes Kepler i Isaac Newton pokazali su da su udaljenosti planeta međusobno povezane; nađite jednoga i sve biste ih znali. No, da li bi bilo koji lakši mogao biti bolji od Zemlje? Ispada da je odgovor potvrdan. Ponekad. Ako imate sreće
Ključ je tranzit Venere. Za vrijeme tranzita planet prelazi ispred Sunca kao što se vidi sa Zemlje. Iz različitih mjesta, čini se da će Venera prijeći veće ili manje dijelove Sunca. Vremenom koliko traju ovi prelazi, James Gregory i Edmond Halley shvatili su da se udaljenost do Venere (a samim tim i Sunca) može odrediti (Zanimalo nas je kako to radi? NASA ima ovdje prilično lijepo objašnjenje.) , Sada je vrijeme kada obično kažem nešto poput: Čini se prilično izravno, zar ne? Postoji samo jedan ulov ... Ali možda to nikada nije bilo neistinito. Izgledi su bili toliko složeni protiv uspjeha da je zaista svjedočanstvo važnosti ovog mjerenja da je itko čak i pokušao.
Prvo, tranziti Venere su izuzetno rijetki. Poput rijetkih životnih vijeka (iako dolaze u parovima). Kad je Halley shvatio da će ova metoda uspjeti, znao je da je prestar, da bi imao priliku sam je dovršiti. Dakle, u nadi da će buduća generacija preuzeti zadatak, napisala je posebne upute kako se promatranja moraju provoditi. Da bi krajnji rezultat imao željenu točnost, potrebno je mjeriti vrijeme tranzita sve do sekunde. Da bi se udaljenost imala velika udaljenost, promatračka mjesta trebala bi biti smještena na dalekom dosegu Zemlje. A, kako bi se osiguralo da oblačno vrijeme nije pokvarilo šansu za uspjeh, potrebni su promatrači na lokacijama širom svijeta. Govorite o velikom poduhvatu u doba kada bi transkontinentalna putovanja mogla potrajati godinama.
Unatoč tim izazovima, astronomi u Francuskoj i Engleskoj odlučili su prikupiti potrebne podatke tijekom tranzita iz 1761. godine. Do tada je situacija bila još gora: Engleska i Francuska bile su upletene u Sedmogodišnji rat. Putovanje morem bilo je gotovo nemoguće. Ipak, trud je i dalje trajao. Iako nisu svi promatrači bili uspješni (oblaci su blokirali neke, ratni brodovi drugi), u kombinaciji s podacima prikupljenim tijekom drugog tranzita osam godina kasnije, poduhvat je bio uspješan. Francuski astronom Jerome Lalande prikupio je sve podatke i izračunao prvu točnu udaljenost do Sunca: 153 milijuna kilometara, dobro na unutar tri posto od prave vrijednosti!
Ukratko: broj o kojem ovdje govorimo naziva se Zemljinim polu-glavna osovina, što znači da je prosječna udaljenost između Zemlje i Sunca. Budući da Zemljina orbita nije savršeno okrugla, mi se zapravo približavamo oko 3% tokom godine. Također, kao i mnogi brojevi u modernoj znanosti, i formalna definicija astronomske jedinice je malo izmijenjena. Od 2012. godine 1 AU = 149.597.870.700 metara, bez obzira na to smatramo li da je Zemljina polu-glavna osovina u budućnosti malo drugačija.
Otkad su revolucionarna opažanja učinjena tijekom tranzita Venere, usavršili smo znanje o udaljenosti Zemlja-Sunce izuzetno. Također smo ga koristili za otključavanje razumijevanja prostranstva Univerzuma. Kad smo znali koliko je velika Zemljina orbita, mogli smo upotrijebiti paralakse za mjerenje udaljenosti do drugih zvijezda izvođenjem opažanja raspoređenih po šest mjeseci (kada je Zemlja prešla na drugu stranu Sunca, udaljenost od 2 AU!) , To je otkrilo kozmos koji se neprekidno protezao i na kraju će dovesti do otkrića da je naš svemir star nekoliko milijardi godina. Nije loše postaviti izravno pitanje!
