Untuk perhitungannya, para astronom menggunakan satuan pengukuran khusus yang tidak selalu jelas orang biasa. Hal ini bisa dimaklumi, karena jika jarak kosmik diukur dalam kilometer, maka angka nol akan menyilaukan mata. Oleh karena itu, untuk mengukur jarak kosmik, biasanya menggunakan besaran yang jauh lebih besar: satuan astronomi, tahun cahaya, dan parsec.
Cukup sering digunakan untuk menunjukkan jarak dalam wilayah asal kita tata surya. Jika kita juga bisa menyatakannya dalam kilometer (384.000 km), maka jalur terdekat ke Pluto kira-kira berjarak 4.250 juta km, dan ini akan sulit untuk dipahami. Untuk jarak seperti itu, saatnya menggunakan satuan astronomi (AU) yang sama dengan jarak rata-rata permukaan bumi ke Matahari. Dengan kata lain, 1 a.u. sesuai dengan panjang sumbu semimayor orbit bumi kita (150 juta km). Sekarang, jika kita tuliskan bahwa jarak terpendek ke Pluto adalah 28 AU, dan terpendek jangka panjang mungkin 50 AU, ini lebih mudah untuk dibayangkan.
Yang terbesar berikutnya adalah satu tahun cahaya. Meskipun ada kata “tahun” di sana, kita tidak boleh berpikir bahwa kita sedang membicarakan waktu. Satu tahun cahaya sama dengan 63.240 AU. Ini adalah jalur yang dilalui seberkas cahaya selama 1 tahun. Para astronom telah menghitung bahwa dari sudut terjauh di Alam Semesta, seberkas cahaya membutuhkan waktu lebih dari 10 miliar tahun untuk mencapai kita. Untuk membayangkan jarak yang sangat jauh ini, mari kita tuliskan dalam kilometer: 95000000000000000000000. Sembilan puluh lima miliar triliun kilometer biasa.
Para ilmuwan mulai menduga bahwa cahaya tidak merambat secara instan, melainkan dengan kecepatan tertentu, dimulai pada tahun 1676. Pada saat itulah seorang astronom Denmark bernama Ole Roemer memperhatikan bahwa gerhana salah satu satelit Yupiter mulai terlambat, dan hal ini terjadi justru ketika Bumi sedang menuju orbitnya ke sisi berlawanan dari Matahari, sisi berlawanan. di mana Jupiter berada. Beberapa waktu berlalu, Bumi mulai bergerak mundur, dan gerhana kembali mendekati jadwal sebelumnya.
Dengan demikian, selisih waktu tercatat sekitar 17 menit. Dari pengamatan tersebut disimpulkan bahwa cahaya membutuhkan waktu 17 menit untuk menempuh jarak sepanjang orbit bumi. Karena diameter orbit terbukti kurang lebih 186 juta mil (sekarang konstanta menjadi 939.120.000 km), ternyata berkas cahaya tersebut bergerak dengan kecepatan sekitar 186 ribu mil per detik.
Di zaman kita, terima kasih kepada Profesor Albert Michelson, yang berupaya menentukan seakurat mungkin apa itu tahun cahaya, dengan menggunakan metode berbeda, hasil akhir diperoleh: 186.284 mil dalam 1 detik (kira-kira 300 km/s). Sekarang, jika kita menghitung jumlah detik dalam satu tahun dan mengalikannya dengan angka ini, kita mendapatkan bahwa satu tahun cahaya panjangnya 5.880.000.000.000 mil, yang setara dengan 9.460.730.472.580,8 km.
Untuk keperluan praktis, para astronom sering menggunakan satuan jarak yang disebut parsec. Ini sama dengan perpindahan bintang terhadap latar belakang benda langit lainnya sebesar 1"" ketika pengamat dipindahkan sebesar 1 radius
Pengonversi panjang dan jarak Pengonversi massa Pengonversi volume curah dan makanan Pengonversi luas Pengonversi volume dan satuan in resep kuliner Konverter suhu Konverter tekanan, tegangan mekanis, modulus Young Konverter energi dan kerja Konverter daya Konverter gaya Konverter waktu Konverter kecepatan linier Sudut datar Konverter Nomor Konverter Efisiensi Termal dan Penghematan Bahan Bakar ke berbagai sistem notasi Konverter satuan pengukuran besaran informasi Nilai tukar Dimensi pakaian wanita dan sepatu Ukuran pakaian dan sepatu pria Konverter kecepatan sudut dan kecepatan putar Konverter percepatan Konverter percepatan sudut Konverter massa jenis Konverter volume spesifik Konverter momen inersia Konverter torsi Konverter torsi Konverter kalor jenis pembakaran (berdasarkan massa) Konverter massa jenis energi dan kalor jenis pembakaran bahan bakar (berdasarkan massa) volume) Konverter perbedaan suhu Konverter koefisien ekspansi termal Konverter ketahanan termal Konverter konduktivitas termal Konverter kapasitas panas spesifik Konverter daya paparan energi dan radiasi termal Konverter densitas fluks panas Konverter koefisien perpindahan panas Konverter laju aliran volume Konverter laju aliran massa Konverter laju aliran molar Konverter kepadatan aliran massa Konverter konsentrasi molar Konverter konsentrasi massa dalam larutan Konverter viskositas dinamis (absolut) Kinematik konverter viskositas Konverter tegangan permukaan Konverter permeabilitas uap Konverter permeabilitas uap dan laju perpindahan uap Konverter tingkat suara Konverter sensitivitas mikrofon Konverter tingkat tekanan suara (SPL) Konverter tingkat tekanan suara dengan tekanan referensi yang dapat dipilih Konverter kecerahan Konverter intensitas cahaya Konverter pencahayaan Konverter resolusi grafis komputer Frekuensi dan panjang gelombang konverter Daya optik dalam dioptri dan panjang fokus Daya optik dalam dioptri dan perbesaran lensa (×) Konverter muatan listrik Konverter Kepadatan Muatan Linier Konverter Kepadatan Muatan Permukaan Konverter Kepadatan Muatan Volume arus listrik Konverter rapat arus linier Konverter rapat arus permukaan Konverter kuat medan listrik Konverter potensial dan tegangan elektrostatis Konverter hambatan listrik Konverter resistivitas listrik Konverter konduktivitas listrik Konverter konduktivitas listrik Kapasitansi listrik Konverter induktansi Konverter pengukur kawat Amerika Tingkat dalam dBm (dBm atau dBmW), dBV (dBV), watt dan satuan lainnya Konverter gaya gerak magnet Konverter tegangan Medan gaya Konverter fluks magnet Radiasi konverter induksi magnetik. Konverter laju dosis terserap radiasi pengion Radioaktivitas. Konverter peluruhan radioaktif Radiasi. Konverter dosis paparan Radiasi. Konverter Dosis Terserap Konverter Awalan Desimal Transfer Data Tipografi dan Unit Pemrosesan Gambar Perhitungan Konverter Satuan Volume Kayu masa molar Tabel periodik unsur kimia D.I.Mendeleev
1 kilometer [km] = 6.6845871226706E-09 satuan astronomi[A. e.]
Nilai awal
Nilai yang dikonversi
meter ujian petameter terameter gigameter megameter kilometer hektometer dekameter desimeter sentimeter milimeter mikron mikron nanometer pikometer femtometer attometer megaparsec kiloparsec parsec tahun cahaya liga unit astronomi liga angkatan laut (Inggris) liga maritim (internasional) liga (undang-undang) mil mil laut (Inggris) mil laut (internasional) ) mil (undang-undang) mil (AS, geodesi) mil (Romawi) 1000 yard furlong furlong (AS, geodesi) rantai rantai (AS, geodesi) tali (tali Inggris) genus genus (AS, geodesi) lantai lada (Inggris) .tiang ) depa, depa depa (AS, geodesi) hasta yard kaki kaki (AS, geodesi) tautan tautan (AS, geodesi) hasta (Inggris) rentang tangan kuku jari inci inci (AS, geodesi) butir jelai (eng. barleycorn) seperseribu satuan atom angstrom mikroinci dengan panjang x-unit Fermi arpan solder titik tipografi twip hasta (Swedia) depa (Swedia) kaliber centiinch ken arshin actus (Romawi Kuno) vara de tarea vara conuquera vara castellana hasta (Yunani) buluh panjang buluh telapak siku panjang "jari" Panjang Planck Jari-jari elektron klasik Jari-jari Bohr Jari-jari khatulistiwa Bumi Jari-jari kutub Bumi Jarak dari Bumi ke Matahari Jari-jari Matahari Cahaya Cahaya nanodetik Cahaya mikrodetik Cahaya milidetik Cahaya kedua Jam cahaya Hari Cahaya Minggu Miliar tahun cahaya Jarak dari kabel Bumi ke Bulan (internasional) panjang kabel (Inggris) panjang kabel (AS) mil laut (AS) unit rak menit cahaya pitch horizontal garis piksel cicero inci (Rusia) inci rentang kaki depa miring depa verst batas verst
Ubah kaki dan inci menjadi meter dan sebaliknya
kaki inci
M
Lebih lanjut tentang panjang dan jarak
Informasi Umum
Panjang adalah ukuran terbesar tubuh. Dalam ruang tiga dimensi, panjang biasanya diukur secara horizontal.
Jarak adalah besaran yang menentukan seberapa jauh jarak dua benda satu sama lain.
Mengukur jarak dan panjang
Satuan jarak dan panjang
Dalam sistem SI, panjang diukur dalam meter. Satuan turunan seperti kilometer (1000 meter) dan sentimeter (1/100 meter) juga biasa digunakan dalam sistem metrik. Negara-negara yang tidak menggunakan sistem metrik, seperti AS dan Inggris, menggunakan satuan seperti inci, kaki, dan mil.
Jarak dalam fisika dan biologi
Dalam biologi dan fisika, panjang sering kali diukur kurang dari satu milimeter. Untuk tujuan ini, nilai khusus telah diadopsi, mikrometer. Satu mikrometer sama dengan 1×10⁻⁶ meter. Dalam biologi, ukuran mikroorganisme dan sel diukur dalam mikrometer, dan dalam fisika, panjang radiasi elektromagnetik infra merah diukur. Mikrometer juga disebut mikron dan kadang-kadang, khususnya dalam literatur Inggris, dilambangkan dengan huruf Yunani µ. Turunan meter lainnya juga banyak digunakan: nanometer (1 × 10⁻⁹ meter), pikometer (1 × 10⁻¹² meter), femtometer (1 × 10⁻¹⁵ meter, dan attometer (1 × 10⁻¹⁸ meter).
Jarak navigasi
Pelayaran menggunakan mil laut. Satu mil laut sama dengan 1.852 meter. Awalnya diukur sebagai busur satu menit sepanjang meridian, yaitu 1/(60x180) meridian. Hal ini membuat penghitungan garis lintang menjadi lebih mudah, karena 60 mil laut sama dengan satu derajat garis lintang. Ketika jarak diukur dalam mil laut, kecepatan sering kali diukur dalam knot. Satu simpul sama dengan kecepatan satu mil laut per jam.
Jarak dalam astronomi
Dalam astronomi, jarak yang jauh diukur, sehingga besaran khusus diadopsi untuk memudahkan perhitungan.
Satuan astronomi(au, au) sama dengan 149.597.870.700 meter. Nilai satu satuan astronomi adalah suatu konstanta, yaitu suatu nilai yang konstan. Secara umum diterima bahwa Bumi terletak pada jarak satu unit astronomi dari Matahari.
Tahun cahaya sama dengan 10.000.000.000.000 atau 10¹³ kilometer. Ini adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam satu tahun Julian. Besaran ini lebih sering digunakan dalam literatur sains populer daripada fisika dan astronomi.
Parsek kurang lebih sama dengan 30.856.775.814.671.900 meter atau kurang lebih 3,09 × 10¹³ kilometer. Satu parsec adalah jarak Matahari ke objek astronomi lainnya, seperti planet, bintang, bulan, atau asteroid, dengan sudut satu detik busur. Satu detik busur sama dengan 1/3600 derajat, atau sekitar 4,8481368 mikrorad dalam radian. Parsec dapat dihitung menggunakan paralaks - efek perubahan posisi tubuh yang terlihat, bergantung pada titik pengamatan. Saat melakukan pengukuran, letakkan segmen E1A2 (dalam ilustrasi) dari Bumi (titik E1) ke bintang atau objek astronomi lainnya (titik A2). Enam bulan kemudian, ketika Matahari berada di sisi lain Bumi, segmen baru E2A1 diletakkan dari posisi baru Bumi (titik E2) ke posisi baru di ruang angkasa pada objek astronomi yang sama (titik A1). Dalam hal ini, Matahari akan berada pada perpotongan kedua segmen tersebut, di titik S. Panjang masing-masing segmen E1S dan E2S sama dengan satu satuan astronomi. Jika kita gambarkan suatu ruas melalui titik S yang tegak lurus E1E2 maka akan melalui titik potong ruas E1A2 dan E2A1, I. Jarak Matahari ke titik I adalah ruas SI sama dengan satu parsec jika sudutnya antara segmen A1I dan A2I adalah dua detik busur.
Pada gambar:
- A1, A2: posisi bintang semu
- E1, E2: Posisi bumi
- S: Posisi matahari
- I : titik potong
- IS = 1 pardetik
- ∠P atau ∠XIA2: sudut paralaks
- ∠P = 1 detik busur
Unit lainnya
Liga- satuan panjang usang yang sebelumnya digunakan di banyak negara. Ini masih digunakan di beberapa tempat, seperti Semenanjung Yucatan dan daerah pedesaan di Meksiko. Ini adalah jarak yang ditempuh seseorang dalam satu jam. Liga Laut - tiga mil laut, sekitar 5,6 kilometer. Lieu adalah unit yang kira-kira sama dengan liga. DI DALAM bahasa Inggris baik liga maupun liga disebut sama, liga. Dalam sastra, liga terkadang ditemukan dalam judul buku, seperti “20,000 Leagues Under the Sea” - novel terkenal karya Jules Verne.
Siku - nilai kuno, sama dengan jarak dari ujung jari tengah ke siku. Nilai ini banyak digunakan di dunia kuno, di Abad Pertengahan dan hingga zaman modern.
Halaman digunakan dalam sistem Kerajaan Inggris dan sama dengan tiga kaki atau 0,9144 meter. Di beberapa negara, seperti Kanada yang mengadopsi sistem metrik, pekarangan digunakan untuk mengukur kain dan panjang kolam renang serta lapangan olah raga seperti lapangan golf dan lapangan sepak bola.
Definisi meteran
Definisi meter telah mengalami beberapa kali perubahan. Meter awalnya didefinisikan sebagai 1/10.000.000 jarak dari Kutub Utara ke ekuator. Nantinya, satu meter sama dengan panjang standar platina-iridium. Meter kemudian disamakan dengan panjang gelombang garis oranye spektrum elektromagnetik atom kripton ⁸⁶Kr dalam ruang hampa, dikalikan 1.650.763,73. Saat ini, satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam 1/299.792.458 detik.
Perhitungan
Dalam geometri, jarak antara dua titik A dan B dengan koordinat A(x₁, y₁) dan B(x₂, y₂) dihitung dengan rumus:
dan dalam beberapa menit Anda akan menerima jawabannya.Perhitungan konversi satuan pada konverter” Konverter panjang dan jarak" dilakukan menggunakan fungsi unitconversion.org.
Satuan astronomi (AU)- satuan pengukuran jarak yang ditetapkan secara historis dalam astronomi, sama dengan 149´597´870.610 km.
Satuan astronomi kira-kira sama dengan jarak rata-rata antara pusat massa Bumi dan Matahari (yaitu radius rata-rata orbit Bumi; jarak Bumi ke Matahari).
Dengan tepat satuan astronomi sama dengan jari-jari orbit melingkar, periode revolusi yang jika kita mengabaikan semua benda di tata surya kecuali Matahari, akan sama persis dengan periode revolusi Bumi. Sumbu semimayor orbit bumi adalah 1.000000036406 AU. e.
Hal ini terutama digunakan untuk mengukur jarak antara objek tata surya, di luar tata surya, dan antar komponen bintang ganda.
Cerita
Sejak munculnya sistem heliosentris, dan khususnya mekanika angkasa Keplerian, jarak relatif di tata surya (tidak termasuk Bulan yang terlalu dekat) telah diketahui dengan akurasi yang baik. Karena Matahari adalah pusat sistem, dan Bumi, yang berputar dalam orbit yang hampir melingkar, adalah lokasi pengamat, wajar jika jari-jari orbit ini dianggap sebagai satuan perubahan. Namun, tidak ada cara yang andal untuk mengukur nilai satuan ini, yaitu membandingkannya dengan skala bumi. Matahari terlalu jauh untuk mengukur paralaks dari Bumi dengan andal. Jarak ke Bulan diketahui, namun berdasarkan data yang diketahui pada abad ke-17, rasio jarak ke Matahari dan Bulan tidak dapat diperkirakan - pengamatan Bulan tidak memberikan keakuratan yang diperlukan, dan perbandingan massa Bumi dan Matahari juga belum diketahui.
Pada tahun 1672, Giovanni Cassini, bersama kolaboratornya Jean Richet, mengukur paralaks Mars. Karena parameter orbit Bumi dan Mars diukur dengan akurasi tinggi, nilai satuan astronomi dapat ditentukan - dalam satuan modern 146 juta km.
Selanjutnya, pengukuran halus unit astronomi dilakukan dengan menggunakan transit Venus melintasi piringan matahari. Pendekatan asteroid Eros ke Bumi pada tahun 1901 dan pengukuran paralaksnya memungkinkan diperolehnya perkiraan yang lebih akurat.
Dengan bantuan radar planet, Unit Astronomi disempurnakan. Lokasi Venus pada tahun 1961 menetapkan bahwa satuan Astronomi sama dengan 149´599´300 km. Kemungkinan kesalahan tidak melebihi ±2000 km. Survei radar berulang kali terhadap Venus pada tahun 1962 memungkinkan untuk mengurangi ketidakpastian ini dan memperjelas nilai Satuan Astronomi: ternyata luasnya 149´598´100±750 km. Ternyata sebelum lokasi tahun 1961, nilai AE sudah diketahui dengan akurasi 0,1%.
Satuan astronomi
UNIT Panjang ASTRONOMI (AU) - ukuran jarak ke kosmik. objek, sama dengan sumbu semi-mayor orbit elips bumi dan, menurut para suci elips, lih. jarak Bumi dari Matahari.
Untuk menghitung a. e.klasik. metode itu perlu untuk mengukur rata-rata. Jari-jari bumi R З, metode terbaru dilakukan tanpa tautan perantara ini. Untuk menentukan RZ, digunakan metode geodesi yang kompleks. Pertama, panjang ruas alas antar titik (titik triangulasi) di permukaan bumi diukur dengan ketelitian setinggi-tingginya. Dahulu pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan penggaris dan pita pengukur, dan sekarang menggunakan metode optik. lokasi (laser). Alat ukur tersebut diperiksa terhadap standar panjang - satu meter, yang nilainya didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh berkas cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299792458 s. Kemudian, berdasarkan trigonometri hubungan antara sisi dan sudut segitiga, di mana sisi alas dan sudut antara alas dan arah ke titik yang dipilih M diukur secara langsung (Gbr. 1), jarak ke titik ini ditentukan (metode paralaks, atau takik). Banyaknya pengukuran busur meridian dengan menggunakan metode ini memungkinkan untuk menetapkan bahwa Bumi berbentuk pepat ellipsoidal di kutub, memiliki penampang lingkaran tidak sempurna di sepanjang khatulistiwa. Menikahi. radius khatulistiwa Bumi R З = 6378.160 km. Cara paling sederhana untuk menentukan a. e. mirip dengan metode bentukan, tetapi berbeda dalam nilai alas yang relatif kecil, sehingga memerlukan pengukuran sudut yang kecil secara presisi. Menikahi. jarak A dari Bumi ke Matahari sama dengan 1 a. e., dapat dicari dari segitiga ZNS(Gbr. 2) dengan sudut terbesar di mana alas RZ terlihat, yang nilainya diketahui: . Tapi dari Bumi Anda hanya bisa mengukur sudut lain - SNP, juga sama dengan dan disebut paralaks horizontal khatulistiwa Matahari. Sudut SNP ditentukan oleh besarnya perpindahan perspektif terbesar dari termasyhur ketika titik pengamatan berpindah dari pusat bumi ke suatu titik H, di mana ia diamati di cakrawala. Dalam praktiknya, alih-alih perpindahan terbesar, yang diukur adalah sudut yang sedikit lebih kecil, karena pengamatan biasanya tidak dilakukan di ekuator atau di titik. N. Maks. perpindahannya kemudian dihitung menggunakan rumus. Karena paralaks Matahari hanya beberapa saja. detik busur, dan pengamatan langsung terhadap Matahari rumit dan tidak tepat, karya klasik lainnya juga digunakan. metode untuk menentukan a. e., misalnya, dengan melintasnya Venus melintasi piringan Matahari (metode Halley). Yang terakhir berfungsi sebagai semacam layar tempat piringan gelap planet diproyeksikan (Gbr. 3). Selama periode ini, paralaks Venus dapat mencapai 33", dan jika diamati dari berbagai tempat di Bumi, perpindahan perspektif planet pada piringan matahari dapat diukur. Mencapai 24" dan merupakan perbedaan antara paralaks Venus. dan Matahari. Namun keberadaan atmosfer di dekat Venus (atmosfer ditemukan oleh M.V. Lomonosov tepatnya pada saat planet melintasi piringan Matahari) merupakan hambatan bagi pengukuran yang akurat (lintasan terakhir Venus terjadi pada tahun 1822, lintasan berikutnya akan terjadi. terjadi pada tahun 2004). Akurasi yang lebih besar dicapai dalam pengamatan terhadap asteroid Eros, yang terkadang melintas sangat dekat dengan Bumi sehingga paralaksnya mencapai hampir satu menit busur. Dengan menggunakan paralaks ini, jarak Eros ke Bumi pada saat pengamatan ditentukan dengan cukup akurat. Untuk menghitung nilai a darinya. e. Ah, kamu perlu menentukan sisi-sisi segitiga ZES(Gbr. 4). Dalam praktiknya, menurut semua pengamatan Eros yang ada dan baru serta jarak yang ditemukan EZ hitung elemen orbital yang ditingkatkan dan dari elemen baru ini - dari periode orbit dan lih. jarak - menggunakan hukum ke-3 Kepler, a ditentukan. e.(lihat). Pengamatan Eros pada tahun 1930-31. memberikan nilai paralaks Matahari (8,790 + 0,001)". Nilai paralaks yang diterima sebelumnya (pada tahun 1896) adalah (8,803 + 0,001)", perbedaan paralaks berhubungan dengan perbedaan jarak ke Matahari > 170.000 km.Untuk metode pengukuran baru a. e.mengacu pada radar planet (lihat). Misalnya saja ke bumi. Ke Venus, sinyal dikirim oleh radar, yang setelah dipantulkan dari permukaan planet, kembali ke penerima. Mengetahui kecepatan rambat gelombang radio (299.792.458 km/s), perbedaan momen pengiriman dan pengembalian sinyal serta perubahan jarak antar planet selama perjalanannya, kita dapat menghitung jarak ke Venus dan, seperti dalam kasus Eros, carilah nilai a darinya. e.Jika Venus berada dalam keadaan elongasi (jarak kasat mata terjauh dari Matahari), maka pergerakan orbitnya bagi pengamat dari Bumi terjadi sepanjang garis pandang. Karena efek Doppler, frekuensi sinyal kembali bervariasi sebanding dengan kecepatan orbit Venus. Jika kecepatan orbit yang diukur dengan cara ini dibagi dengan kecepatan orbit yang dihitung dalam pecahan a. Artinya, berdasarkan unsur oroitnya, kita juga memperoleh nilai a. e.dalam km.
Tugas mengukur jarak kosmik telah dihadapi para astronom sejak zaman kuno. Dalam salah satu permasalahan yang sudah kita bahas metode modern mengukur jarak ke galaksi jauh. Tapi seluruh epik pengukuran jarak ini dimulai dengan objek tata surya yang paling dekat dengan kita.
Di sini kami menerapkan metode paralaks, yang didasarkan pada fakta bahwa suatu benda langit tertentu berada tidak terlalu banyak jauh sekali, dan posisinya di langit tergantung dari mana Anda melihatnya. Omong-omong, persepsi stereoskopis mata kita bekerja dengan cara yang sama, dengan bantuan otak menentukan perkiraan jarak ke objek: mata kiri dan kanan melihat objek dari sudut yang berbeda (walaupun dekat). Mengetahui sudut dan jarak antara mata - yang disebut panjang alas - Anda dapat memperkirakan jarak ke objek dengan cukup akurat (Gbr. 1).
Dalam geodesi, metode pengukuran jarak ini disebut triangulasi. Nah, dalam astronomi, paralaks dapat digunakan untuk menghitung jarak ke bintang terdekat dengan kita dengan paling akurat. Dalam hal ini, setengah sumbu orbit bumi diambil sebagai alas dan posisi sudut bintang ditentukan dua kali dengan selang waktu enam bulan. Tapi dari mana semuanya dimulai? Bagaimana kita mengetahui ukuran orbit bumi?
Satuan astronomi (jarak rata-rata dari Bumi ke Matahari) - salah satu standar utama jarak di luar angkasa - diadopsi setelah Kepler mengusulkan dan membenarkan sistem heliosentris, di mana Bumi berputar mengelilingi Matahari dalam bentuk (hampir) lingkaran orbit. Solusi alaminya adalah dengan menggunakan radius orbit ini sebagai satuan pengukuran.
Sekarang parameter orbit bumi diukur dengan sangat akurat, namun kemudian, pada abad ke-18, astronomi menemui jalan buntu. Para ilmuwan pada saat itu telah mampu menentukan jarak ke banyak planet di tata surya, dengan menyatakannya dalam satuan astronomi. Namun nilai satuan astronomi dalam satuan yang familiar bagi manusia (misalnya kilometer) tidak diketahui secara pasti.
Pada saat yang sama, jari-jari bumi telah diukur dengan cukup akurat. Dengan demikian, nilai alasnya dapat diketahui secara pasti, dan yang diperlukan hanyalah mengukur sudut paralaktik terhadap objek mana pun di tata surya yang jarak relatifnya dalam satuan astronomi diketahui.
Oleh karena itu, para astronom di seluruh dunia menaruh harapan besar terhadap perjalanan Venus melintasi piringan Matahari pada tahun 1761 dan 1769. Pengamatan yang terorganisir dengan baik terhadap fenomena ini berpotensi memungkinkan pengukuran paralaks Venus relatif terhadap paralaks Matahari (lebih tepatnya, perbedaannya), dan, dengan mengetahui jari-jari Bumi (panjang alas), untuk mencari tahu satuan astronominya.
Faktanya adalah bahwa dari berbagai titik di Bumi, perjalanan Venus melintasi piringan Matahari terlihat berbeda (Gbr. 2). Jika dimungkinkan untuk mengukur lintasan-lintasan ini pada titik-titik yang berbeda, maka masalahnya akan terpecahkan, karena Anda dapat langsung menemukan dimensi sudut lintasan-lintasan ini, atau waktu tempuh, dan dari sana Anda dapat menemukan dimensi yang diperlukan. Dan begitulah yang terjadi: dari hasil pengamatan yang dilakukan di berbagai belahan dunia, para ilmuwan dapat menentukan nilai satuan astronomi dengan akurasi yang cukup tinggi.
Secara khusus, Thomas Hornsby memperoleh nilai jarak Bumi ke Matahari sekitar 93.726.900 mil bahasa Inggris(150.838.449 km), yang sangat mendekati kebenaran.
Masalah ini mengusulkan untuk melakukan pengukuran serupa terhadap paralaks Venus.
Tugas
Diberikan dua foto lintasan Venus, diambil secara bersamaan pada 22:25:52 UTC pada tanggal 5 Juni 2012 (Gbr. 4). Di sebelah kiri adalah foto yang diambil di Princeton, New Jersey. Di sebelah kanan adalah foto yang diambil dari puncak Gunung Berapi Haleakala di pulau Maui, Hawaii.
Perbedaan letak piringan Venus berhubungan dengan paralaks. Diketahui jarak Bumi ke Venus pada saat pengambilan gambar adalah 0,2887 AU. e., jarak ke Matahari adalah 1,0147 a. e. ukuran sudut Matahari berjarak 31,57 menit busur, dan radius efektif Bumi dapat dianggap 6378,1 km. Venus hampir berada di puncaknya di Hawaii ketika foto-foto itu diambil. Mendefinisikan Berdasarkan data dan foto tersebut, jarak Bumi ke Matahari.
Petunjuk 1
Menentukan panjang alas secara umum merupakan masalah yang agak rumit. Namun, pada saat pengambilan gambar, Matahari di Pulau Maui hampir tepat berada di puncaknya. Anda dapat memverifikasi ini menggunakan program Stellarium dengan mengatur posisi saat ini di Hawaii dan waktu 12 jam 25 menit pada tanggal 5 Juni 2012.
Dalam hal ini, panjang alasnya mudah ditentukan (Gbr. 5).
Petunjuk 2
Sebelum Anda mengukur apa pun, Anda perlu mempertimbangkan bahwa foto tersebut diambil dengan orientasi kamera acak, jadi Anda harus mencocokkannya dengan benar untuk mengukur perpindahan Venus yang sebenarnya. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan Matahari, atau lebih tepatnya, bintik matahari, sebagai latar belakang. Benar, paralaks yang diukur akan bersifat relatif, karena Matahari juga memiliki paralaksnya sendiri.
Larutan
Setelah mengutak-atik, Anda dapat membandingkan dua gambar Venus yang diusulkan pada piringan Matahari di editor grafis. Karena batas Matahari cukup kabur karena awan dan semakin gelap ke arah tepinya, Anda dapat fokus pada bintik matahari. Cukup dengan menggabungkan tiga pasang titik. Inilah yang Anda dapatkan sebagai hasilnya (foto sedikit diproses untuk menyorot bagian tepinya):
Kemudian kita menemukan pusat dari dua siluet Venus (Gbr. 7). Karena kita masih bekerja dengan gambar, kita dapat mengukur jarak dalam piksel, tetapi tentu saja kita harus mengubah semuanya menjadi satuan panjang “normal”. Koordinat pusatnya adalah sebagai berikut: C 1 (pusat merah pada Gambar 7) - X: 624,5 piksel, Y: 317 piksel, C 2 - X: 631,5 piksel, Y: 324,5 piksel.
Sekarang kita menghitung paralaks relatif Venus (juga dalam piksel):
\[ p=\sqrt((624(,)5-631(,)5)^2+(317-324(,)5)^2)=10(,)3\pm0(,)25~\teks (px). \]
Anda mungkin mendapatkan nomor yang berbeda, tapi tidak apa-apa karena nilai ini relatif dan nilai spesifiknya bergantung pada ukuran dan resolusi foto.
Diameter Matahari juga dapat diukur dalam piksel (Gbr. 8), dan ini akan menghasilkan skala konversi. Dari gambar kami ternyata seperti itu D s= 936±1 piksel, yang setara dengan nilai 31,57±0,005 menit busur atau 1894,2±0,3 detik busur. Oleh karena itu 1 piksel = 2,024±0,002 detik busur.
Kami menemukan bahwa paralaks Venus (relatif terhadap Matahari) adalah sama dengan
hal vs= 10,3·2,024 = 20,9±0,5 detik busur.
Karena kami ingin mencari nilai absolut satuan astronomi, kami tertarik pada paralaks absolut Venus. Perhatikan gambar. 9. Di atasnya hal v Dan hal- ini adalah paralaks sebenarnya dari Venus dan Matahari, dan hal vs- paralaks Venus relatif terhadap Matahari (yang kami hitung di atas). Dari gambar tersebut terlihat jelas hal vs = hal v − hal.
Karena sudutnya kecil, kita akan menggunakan persamaan perkiraan untuk sudut kecil: sin φ ≈ tan φ ≈ φ dalam radian. Kemudian dalam notasi Gambar. 9: D ⊥ /EV ≈ hal v, D ⊥ /ITU ≈ hal, Di mana EV Dan ITU- masing-masing jarak dari Bumi ke Venus dan Matahari. Dari sini kita menemukan paralaks yang sebenarnya:
\[ p_v=\frac(p_(vs))(1-\frac(EV)(ES))=29(,)2\pm 0(,)7~\text(detik busur). \]
Dengan menggunakan layanan pemetaan apa pun yang berfungsi mengukur jarak di permukaan bumi (atau metode lainnya), kami menentukan bahwa jarak terpendek antara dua titik pengamatan adalah 7834 km (Gbr. 10). Ini adalah panjang busur AB pada Gambar. 9. Maka α ≈ 1,2282 radian, dan panjang alasnya dapat dicari: D⊥ ≈ 6007,6km.
Hal yang paling sederhana tetap ada. Mengetahui panjang alas dan paralaksnya, Anda dapat mengetahui jarak ke Venus: dv = D ⊥ /hal v=42±1 juta km. Dan karena diketahui jarak relatif Venus dalam satuan astronomi adalah 0,2887 a. e., maka kita mendapatkan bahwa 1 a. e.= 147±3 juta km. Keakuratan penghitungan ini dapat ditingkatkan secara signifikan dengan citra beresolusi lebih tinggi.
Kata penutup
Tidaklah mengherankan bahwa pengukuran pertama yang kurang lebih akurat terhadap nilai satuan astronomi dilakukan secara tepat dengan bantuan transit Venus. Matahari sendiri merupakan kandidat yang buruk untuk pengamatan semacam itu, karena ia bukan objek titik, dan, sebagai tambahan, pengukuran sudut pada abad ke-18 kurang akurat. Untuk alasan yang sama, cukup sulit mengukur paralaks Mars.
Venus sendiri, yang pada konjungsi inferior terletak lebih dekat ke Bumi daripada Mars, juga sangat tidak nyaman. Faktanya adalah bahwa dalam posisi ini Venus terletak tepat di antara Bumi dan Matahari dan oleh karena itu mewakili garis tipis halo. Dan Matahari sendiri dalam hal ini mempersulit pengukuran posisi sudut Venus relatif terhadap bintang latar belakangnya. Oleh karena itu, perjalanan berpasangan Venus melintasi piringan Matahari pada tahun 1761 dan 1769 menjadi peristiwa yang sungguh megah dalam dunia ilmu pengetahuan saat itu.
Terkait dengan paralaks dan satuan astronomi adalah ukuran panjang lainnya, yang sering ditemukan dalam astrofisika dan kosmologi. Seperti disebutkan di atas, dengan menggunakan metode paralaks, para astronom saat ini mengukur jarak ke objek terdekat di luar Tata Surya (Gbr. 11)
Akibat revolusi Bumi mengelilingi Matahari, bayangan sebuah bintang dengan latar belakang bintang-bintang jauh, yang tidak terkena (atau apalagi terkena) efek paralaks, akan sedikit bergeser (sebesar sudut paralaks). Menurut definisinya, jika paralaks suatu bintang adalah 1 detik busur, maka bintang tersebut berada pada jarak 1 parsec (disingkat pc), yaitu kira-kira 3,26 tahun cahaya. Dengan kata lain, 1 parsec adalah jarak sistem Bumi-Matahari yang ukuran sudutnya hanya 1 detik busur.
Jarak ke bintang terdekat kita, Proxima Centauri, adalah 1,301 parsec. Pusat Galaksi kita adalah 8000 parsec (8 kiloparsec). Galaksi besar terdekat, Andromeda, berukuran 778 kpc.
Dalam astrofisika dan kosmologi, satuan pengukuran jarak inilah yang digunakan, dan bukan tahun cahaya, seperti yang dipikirkan banyak orang. Misalnya, konstanta Hubble, menurut teleskop Planck, kira-kira sama dengan 68 km/s/Mpc, yaitu, setelah setiap megaparsec (juta parsec), kecepatan galaksi “melarikan diri” akibat perluasan alam semesta bertambah 68 km/s.
Mengukur jarak dalam kosmologi, seperti disebutkan di atas, adalah masalah yang paling penting, yang telah menantang para astronom selama beberapa dekade.
Pada dasarnya, metode paralaks mengukur jarak hingga beberapa ratus parsec. Namun, ada juga semacam rekor di sini. Hal ini disampaikan oleh Teleskop Hubble, yang mampu mengukur paralaks bintang secara tepat hingga jarak 5000 parsec! Untuk melakukan hal ini, teleskop memerlukan resolusi 20 mikroarcdetik (menggunakan teknik akumulasi observasi yang meningkatkan akurasi pengukuran dengan resolusi terbatas). Ini seperti membaca tulisan dari Bumi pada selembar kertas yang dipegang oleh seorang astronot di Bulan.
Jarak yang lebih jauh diukur dengan cara lain, misalnya menggunakan lilin standar (seperti supernova, bintang RR Lyrae, Cepheids, dll). Masalahnya adalah semua pengukuran ini bergantung pada model tertentu, dan karenanya tidak independen. Untuk melakukan hal ini, mereka perlu dikalibrasi menggunakan metode yang tidak bergantung pada model seperti paralaks.
Namun, model-model ini juga mempunyai keterbatasan dalam penerapannya, sehingga diperlukan metode-metode baru, dan sekali lagi, perlu dikalibrasi pada metode-metode lama. Sistem metode ini, yang masing-masing bekerja pada objek yang lebih jauh, tetapi dikalibrasi pada objek terdekat menggunakan metode sebelumnya, disebut “tangga” kosmologis jarak (lihat juga artikel oleh M. Musin “Bintang berbicara kepada bintang”). Dan tangga ini justru berasal dari metode yang dipelajari dalam masalah ini.