unitate astronomică

un antecedent direct al unității astronomice poate fi găsit direct în dovezile lui Nicolae Copernic (cunoscut și sub numele de „Copernic”)pentru sistemul său heliocentric din secolul al XVI-lea. În volumul V al cărții sale De Revolutionibus Orbium Coelestium (1543) a calculat, folosind trigonometria, distanțele relative dintre planetele cunoscute atunci și soare, pe baza distanței dintre Pământ și soare. Prin măsurarea unghiurilor dintre Pământ, planetă și soare în momentele în care formează un unghi drept, este posibil să se obțină distanța soare-planetă în unități astronomice. Aceasta a fost una dintre demonstrațiile sale pentru a demonstra că planetele, inclusiv Pământul, se învârteau în jurul Soarelui (heliocentrism), aruncând modelul lui Ptolemeu conform căruia Pământul era centrul în jurul căruia se învârteau planetele și soarele (geocentrism). El a stabilit astfel prima scară relativă a sistemului solar folosind distanța dintre Pământ și soare ca model.

ulterior Johannes Kepler, pe baza observațiilor atente de Tycho Brahe, el a stabilit legile mișcării planetare, care sunt pe bună dreptate cunoscute sub numele de „legile lui Kepler.”A treia dintre aceste legi raportează distanța fiecărei planete față de soare la timpul necesar orbitei (adică perioada orbitală) și, în consecință, stabilește o scară relativă îmbunătățită pentru sistemul solar: de exemplu, este suficient să se măsoare câți ani îi ia Saturn pentru a orbita soarele pentru a ști care este distanța lui Saturn față de soare în unități astronomice. Kepler a estimat cu o precizie foarte bună dimensiunile orbitelor planetare; de exemplu, el a stabilit distanța dintre Mercur și soare la 0,387 unități astronomice (valoarea corectă este 0,389), iar distanța de la Saturn la soare la 9,510 unități astronomice (valoarea corectă fiind 9,539). Cu toate acestea, nici Kepler, nici vreunul dintre contemporanii săi nu știau cât valorează această unitate astronomică și, prin urmare, a ignorat complet scara reală a sistemului planetar cunoscut, care s-a extins apoi la Saturn.

pe baza legilor lui Kepler, a fost suficient să se măsoare distanța oricărei planete față de soare sau de pământ, pentru a cunoaște unitatea astronomică. În 1659 Christian Huygens a măsurat unghiul care subtinde Marte pe cer și, atribuind o valoare diametrului acestei planete, a estimat că unitatea astronomică trebuie să fie de 160 de milioane de kilometri, adică de șapte ori mai mare decât cea estimată de Kepler, dar de fapt mai puțin de 10% peste valoarea reală. Cu toate acestea, această măsurare nu a fost acceptată, deoarece, așa cum a recunoscut Huygens însuși, totul depindea de valoarea atribuită dimensiunii lui Marte. Interesant este că Huygens a ghicit cu o precizie remarcabilă dimensiunea lui Marte.

a fost cunoscută o altă metodă mai fiabilă, dar a necesitat măsurători foarte dificile: metoda paralaxei. Dacă două persoane sunt situate în puncte îndepărtate ale pământului, să zicem, la Paris (Franța) și Cayenne (Guyana Franceză), observați simultan poziția unei planete pe cer în raport cu stelele de fundal, măsurătorile sale dau o mică diferență care corespunde unghiului de subtendericqua linia Paris-Cayenne văzută de pe planetă. Cunoscând acest unghi și distanța Paris-Cayenne, puteți deduce valoarea unității astronomice. În practică au existat trei dificultăți: în primul rând, distanțele de pe Pământ nu erau bine cunoscute; în al doilea rând, măsurarea timpului nu a fost suficient de precisă pentru a permite măsurători simultane între puncte foarte îndepărtate; și în al treilea rând, măsurarea poziției aparente a planetei pe cer trebuia să fie foarte precisă. A trecut mai bine de jumătate de secol înainte de a putea măsura paralaxa unei planete: în 1672 Jean Richer a călătorit la Cayenne pentru a măsura poziția lui Marte pe cer, în același timp în care colegii săi de la Paris făceau același lucru. Richer și colegii săi au estimat valoarea la 140 de milioane de kilometri.

cu timpul, s-au dezvoltat metode care sunt estimări mai precise și mai fiabile ale unității astronomice; în special, cea propusă de matematicianul scoțian James Gregory și de astronomul britanic Edmund Halley (același al cometei), se bazează pe măsurători ale tranzitului lui Venus sau mercur pe discul solar și a fost folosită până la începutul secolului al XX-lea. Măsurătorile contemporane se fac cu tehnici laser sau radar și dau valoarea 149 597 870 km, cu o eroare aparentă de unul sau doi kilometri.