astronomisk enhed

en direkte fortilfælde af den astronomiske enhed kan findes direkte i beviserne for Nicholas Copernicus (også kendt som “Copernicus”)for hans heliocentriske system i det sekstende århundrede. I bind V i sin bog de Revolutionibus Orbium Coelestium (1543) beregnede han ved hjælp af trigonometri de relative afstande mellem de daværende kendte planeter og Solen, baseret på afstanden mellem Jorden og solen. Ved at måle vinklerne mellem Jorden, planeten og solen på tidspunkter, hvor de danner en ret vinkel, er det muligt at opnå afstanden mellem Solen og planeten i astronomiske enheder. Dette var en af hans demonstrationer for at bevise, at planeter, inklusive Jorden, drejede sig om Solen (heliocentrisme) og kasserede Ptolemaios model om, at Jorden var det Centrum, som planeterne og solen drejede sig om (geocentrisme). Han etablerede således den første relative skala af solsystemet ved hjælp af afstanden mellem Jorden og Solen som et mønster.

efterfølgende Johannes Kepler, baseret på de omhyggelige observationer af Tycho Brahe, han etablerede lovene om planetarisk bevægelse, som med rette er kendt som “Keplers love.”Den tredje af disse love vedrører afstanden for hver planet til Solen til den tid, det tager at bane (dvs.kredsløbsperioden) og etablerer som en konsekvens en forbedret relativ skala for solsystemet: for eksempel er det nok at måle, hvor mange år Saturn tager at bane solen for at vide, hvad afstanden fra Saturn til Solen er i astronomiske enheder. Kepler estimerede med meget god præcision størrelserne på planetariske baner; for eksempel satte han afstanden mellem kviksølv og Solen til 0, 387 astronomiske enheder (den korrekte værdi er 0, 389) og afstanden fra Saturn til Solen til 9, 510 astronomiske enheder (den korrekte værdi er 9, 539). Imidlertid vidste hverken Kepler eller nogen af hans samtidige, hvor meget denne astronomiske enhed var værd, og ignorerede derfor fuldstændigt den virkelige skala af det kendte planetariske system, som derefter strakte sig til Saturn.

baseret på Keplers love var det nok at måle afstanden fra enhver planet til solen eller til Jorden for at kende den astronomiske enhed. I 1659 målte Christian Huygens den vinkel, der subtenderer Mars på himlen, og tilskrev en værdi til diameteren på denne planet, at den astronomiske enhed skal være 160 millioner kilometer, det vil sige syv gange større end den estimerede af Kepler, men faktisk mindre end 10% over den reelle værdi. Denne måling blev imidlertid ikke accepteret, da alt, som Huygens selv erkendte, var afhængig af den værdi, man tilskrev Mars størrelse. Interessant nok gættede Huygens med bemærkelsesværdig nøjagtighed størrelsen af Mars.

en anden mere pålidelig metode var kendt, men det krævede meget vanskelige målinger: parallaksmetoden. Hvis to mennesker er placeret i fjerne punkter på jorden, siger i Paris (Frankrig) og Cayenne (Fransk Guyana), observerer samtidig placeringen af en planet på himlen i forhold til baggrundsstjernerne, giver dens målinger en lille forskel, der svarer til vinklen på subtender Larra linjen Paris-Cayenne set fra planeten. At kende denne vinkel og afstanden Paris-Cayenne, kan du udlede værdien af den astronomiske enhed. I praksis var der tre vanskeligheder: for det første var afstande på jorden ikke kendt; for det andet var målingen af tid ikke nøjagtig nok til at tillade samtidige målinger mellem meget fjerne punkter; og for det tredje måtte målingen af planetens tilsyneladende position på himlen være meget nøjagtig. Det var mere end et halvt århundrede, før det var muligt at måle parallaksen på en planet: i 1672 rejste Jean Richer til Cayenne for at måle Mars position på himlen på samme tid, som hans kolleger i Paris gjorde det samme. Richer og hans kolleger anslog værdien til 140 millioner kilometer.

med tiden blev der udviklet metoder, der er mere nøjagtige og pålidelige skøn over den astronomiske enhed; især den, der blev foreslået af den skotske matematiker James Gregory og af den britiske astronom Edmund Halley (den samme af kometen), er baseret på målinger af transit af Venus eller Merkur på solskiven og blev brugt indtil begyndelsen af det tyvende århundrede. Moderne målinger foretages med laser-eller radarteknikker og giver værdien 149 597 870 km med en tilsyneladende fejl på en eller to kilometer.