Unità astronomica

Un antecedente diretto dell’unità astronomica può essere trovato direttamente nelle prove di Niccolò Copernico (noto anche come “Copernico”)per il suo sistema eliocentrico nel XVI secolo. Nel volume V del suo libro De Revolutionibus Orbium Coelestium (1543) calcolò, usando la trigonometria, le distanze relative tra i pianeti allora conosciuti e il Sole, in base alla distanza tra la Terra e il Sole. Misurando gli angoli tra la Terra, il pianeta e il Sole nei momenti in cui formano un angolo retto, è possibile ottenere la distanza Sole-pianeta in unità astronomiche. Questa fu una delle sue dimostrazioni per dimostrare che i pianeti, inclusa la Terra, ruotavano attorno al Sole (eliocentrismo), scartando il modello di Tolomeo che la Terra era il centro attorno al quale ruotavano i pianeti e il Sole (geocentrismo). Ha così stabilito la prima scala relativa del sistema solare utilizzando la distanza tra la Terra e il Sole come modello.

Successivamente Johannes Kepler, basato sull’attenta osservazioni di Tycho Brahe, ha stabilito le leggi del moto planetario, che sono giustamente noti come ” leggi di Keplero.”La terza di queste leggi si riferisce la distanza di ogni pianeta al Sole, il tempo necessario per orbita (cioè il periodo orbitale) e, di conseguenza, stabilisce un miglioramento relativo scala per il sistema solare: per esempio, è sufficiente misurare quanti anni Saturno prende in orbita attorno al Sole a sapere che cosa la distanza di Saturno al Sole in unità astronomiche. Kepler ha stimato con ottima precisione le dimensioni delle orbite planetarie; ad esempio, ha impostato la distanza tra Mercurio e il Sole a 0,387 unità astronomiche (il valore corretto è 0,389) e la distanza da Saturno al Sole a 9,510 unità astronomiche (il valore corretto è 9,539). Tuttavia, né Keplero né nessuno dei suoi contemporanei sapevano quanto valesse questa unità astronomica, e quindi ignorarono completamente la scala reale del noto sistema planetario, che poi si estese a Saturno.

Sulla base delle leggi di Keplero, era sufficiente misurare la distanza di qualsiasi pianeta dal Sole, o dalla Terra, per conoscere l’unità astronomica. Nel 1659 Christian Huygens misurò l’angolo che sottende Marte nel cielo e, attribuendo un valore al diametro di questo pianeta, stimò che l’unità astronomica doveva essere di 160 milioni di chilometri, cioè sette volte maggiore di quella stimata da Keplero, ma in realtà inferiore al 10% rispetto al valore reale. Tuttavia, questa misura non è stata accettata, poiché, come lo stesso Huygens ha riconosciuto, tutto dipendeva dal valore attribuito alla dimensione di Marte. È interessante notare che Huygens indovinò con notevole precisione le dimensioni di Marte.

Era noto un altro metodo più affidabile, ma richiedeva misurazioni molto difficili: il metodo della parallasse. Se due persone si trovano in punti lontani della Terra, diciamo, a Parigi (Francia) e Cayenne (Guyana francese), osservare contemporaneamente la posizione di un pianeta nel cielo rispetto alle stelle di fondo, le sue misure danno una piccola differenza che corrisponde all’angolo di subtendería la linea Parigi-Cayenne visto dal pianeta. Conoscendo questo angolo e la distanza Parigi-Cayenne, puoi dedurre il valore dell’unità astronomica. In pratica c’erano tre difficoltà: in primo luogo, le distanze sulla Terra non erano ben note; in secondo luogo, la misurazione del tempo non era abbastanza accurata da consentire misurazioni simultanee tra punti molto distanti; e in terzo luogo, la misurazione della posizione apparente del pianeta nel cielo doveva essere molto accurata. Passò più di mezzo secolo prima che fosse possibile misurare la parallasse di un pianeta: nel 1672 Jean Richer si recò a Caienna per misurare la posizione di Marte nel cielo nello stesso momento in cui i suoi colleghi di Parigi stavano facendo lo stesso. Richer ei suoi colleghi hanno stimato il valore a 140 milioni di chilometri.

Con il tempo, sono stati sviluppati metodi che sono più precisi e stima attendibile dell’unità astronomica; in particolare, quello proposto dal matematico scozzese James Gregory e l’astronomo inglese Edmund Halley (lo stesso della cometa), si basa su misurazioni del transito di Venere o di Mercurio sul disco solare, ed è stato utilizzato fino agli inizi del XX secolo. Le misurazioni contemporanee sono fatte con tecniche laser o radar e danno il valore 149 597 870 km, con un errore apparente di uno o due chilometri.