csillagászati egység

a csillagászati egység közvetlen előzménye közvetlenül megtalálható Nicholas Kopernikusz (más néven “Kopernikusz”)bizonyítékaiban heliocentrikus rendszere a tizenhatodik században. A De Revolutionibus Orbium Coelestium (1543) című könyvének V. kötetében trigonometria segítségével kiszámította az akkor ismert bolygók és a nap közötti relatív távolságokat, a Föld és a nap közötti távolság alapján. A Föld, a bolygó és a nap közötti szögek mérésével, amikor derékszöget alkotnak, lehetséges a Nap-bolygó távolság csillagászati egységekben. Ez volt az egyik demonstrációja annak bizonyítására, hogy a bolygók, beleértve a Földet is, a Nap körül forogtak (heliocentrizmus), elvetve Ptolemaiosz modelljét, miszerint a föld volt a központ, amely körül a bolygók és a nap forogtak (geocentrizmus). Így hozta létre a naprendszer első relatív skáláját, amely a Föld és a nap közötti távolságot használta mintaként.

ezt követően Johannes Kepler, a gondos megfigyelések alapján Tycho Brahe, megalapította a bolygómozgás törvényeit, amelyeket igazságosan “Kepler törvényeinek” neveznek.”E törvények harmadik része az egyes bolygók naphoz viszonyított távolságát a keringéshez szükséges időhöz (azaz a keringési periódushoz) köti, és ennek következtében javított relatív skálát hoz létre a naprendszer számára: például elegendő megmérni, hogy a Szaturnusz hány évig tart a Nap körül, hogy megtudja, mekkora a Szaturnusz távolsága a naptól csillagászati egységekben. Kepler nagyon jó pontossággal becsülte meg a bolygó pályáinak méretét; például a Merkúr és a nap közötti távolságot 0,387 csillagászati egységre állította (a helyes érték 0,389), a Szaturnusz és a nap közötti távolságot pedig 9,510 csillagászati egységre (a helyes érték 9,539). Azonban sem Kepler, sem kortársai nem tudták, mennyit ér ez a csillagászati egység, ezért teljesen figyelmen kívül hagyta az ismert bolygórendszer valódi skáláját, amely aztán a Szaturnuszra is kiterjedt.

Kepler törvényei alapján elegendő volt megmérni bármely bolygó távolságát a naptól vagy a Földtől, hogy megismerje a csillagászati egységet. 1659-ben Christian Huygens megmérte azt a szöget, amely a Marsot az égen szubtendálja, és a bolygó átmérőjének tulajdonítva egy értéket, becslése szerint a csillagászati egységnek 160 millió kilométernek kell lennie, vagyis hétszer nagyobbnak kell lennie, mint a Kepler által becsültnél, de valójában kevesebb, mint 10% – kal meghaladja a valós értéket. Ezt a mérést azonban nem fogadták el, mivel-amint maga Huygens is elismerte-minden a Mars méretének tulajdonított értéktől függött. Érdekes módon Huygens figyelemre méltó pontossággal kitalálta a Mars méretét.

egy másik megbízhatóbb módszer ismert, de nagyon nehéz méréseket igényelt: a parallaxis módszer. Ha két ember a föld távoli pontjain helyezkedik el, mondjuk Párizsban (Franciaország) és Cayenne-ben (Francia Guyana), egyidejűleg figyelje meg egy bolygó helyzetét az égen a háttércsillagokhoz képest, mérései kis különbséget adnak, amely megfelel a subtender dőlésszögének.a Párizs-Cayenne vonal a bolygóról nézve. Ismerve ezt a szöget, valamint a Párizs-Cayenne távolságot, levonhatja a csillagászati egység értékét. A gyakorlatban három nehézség merült fel: először is, a földi távolságok nem voltak jól ismertek; másodszor, az idő mérése nem volt elég pontos ahhoz, hogy lehetővé tegye a nagyon távoli pontok közötti egyidejű méréseket; harmadszor pedig a bolygó látszólagos helyzetének az égen történő mérésének nagyon pontosnak kellett lennie. Több mint fél évszázad telt el, mire meg lehetett mérni egy bolygó parallaxisát: 1672-ben Jean Richer cayenne-be utazott, hogy megmérje a Mars helyzetét az égen, ugyanakkor párizsi kollégái ugyanezt tették. Richer és kollégái 140 millió kilométerre becsülték az értéket.

idővel olyan módszereket fejlesztettek ki, amelyek pontosabb és megbízhatóbb becslést nyújtanak a csillagászati egységről; különösen a skót matematikus, James Gregory és a brit csillagász, Edmund Halley által javasolt módszer (ugyanaz az üstökös) a Vénusz vagy a Merkúr tranzitjának mérésén alapul a napkorongon, és a huszadik század elejéig használták. A kortárs méréseket lézeres vagy radar technikákkal végzik, amelyek értéke 149 597 870 km, Egy vagy két kilométeres látszólagos hibával.