地球和太阳的距离怎么测量

伤我心太深

作为一个天文学爱好者，一直对天文学家是怎样测量地球和太阳的距离感兴趣，这里有个小故事：小的时候，我看到天文书上说地球和太阳的距离有多远多远，非常精确，我还天真的认为是科学家开着宇宙飞船到太阳和地球间拉了一条尺子来测量的呢？


地球和太阳的距离有多远？这个问题看似简单但回答起来难度却不小，值得一提的是太阳与地球的距离曾困扰了我们超过2000年。通过现代天文学的知识我们知道，太阳与地球之间的距离为一个天文单位，即149,597,870,700米，约等于1.5亿公里，但过去的天文学家在没有如此精确的测量技术前提下几乎无法获得准确的日地距离，这就导致了我们对宇宙其他天体的观测出现误差，因为我们都用天文单位来衡量我们与其他天体的距离。

太阳地球

事实上，古希腊的思想家最早开始构想宇宙的模型，其中一个就是日地距离，当时科学家通过肉眼观测来判断太阳与我们的距离。比如日食时月亮几乎将太阳完全覆盖，通过视觉观测与简单计算来推测日地距离，但是太阳过于明亮，导致这样的观测计算存在较大的误差。公元前2世纪中叶希腊天文学家开始用视差法观测天体距离，即从两个不同的角度观测，首先应用的是地球与月球的距离，由于视差会形成三角形，通过三角函数能够解出地球和月球之间的距离，但这个方法几乎无法获得真实值，因为如果角度估计有误，在如此大的距离上误差会成倍放大。

在接下来一千多年内我们对日地距离的观测仍然没有较大的进展，到了18世纪，我们对科学的认识开始起步，开普勒和牛顿的发现让我们寻找到测量日地距离的一个新方法。科学家发现利用金星凌日可以计算出日地距离，即金星通过太阳盘面，通过对1769年上尉詹姆斯•库克在塔希提岛上观测金星凌日的研究，以及1761年时对凌日的观测，法国天文学家拉郎德收集到计算出日地距离的所有数据，第一次精确给出了日地距离的值：1.53亿公里，与目前的1.49亿公里非常接近，误差控制在3%之内。
到了2012年，我们通过更加先进的观测技术再次利用金星凌日计算出更加精确的日地距离，即149,597,870,700米，于是我们可以用这个天文单位来衡量宇宙间其他天体的距离。从中可以看出，日地距离是一个非常重要的天文学单位，是我们探索深空的重要基石。

地球绕日公转轨道是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上,这样在一年内、乃至在一天内，日地距离都在不停的变化之中。
每年1月初，地球位于绕日公转轨道的近日点，日地距离达到最小值，约为1.471亿千米。
每年7月初，地球位于绕日公转轨道的远日点，日地距离达到最大值，约为1.521亿千米。


地球和太阳的距离

地球与太阳的最大距离是1.521×108千米，约在每年七月初，最小距离是1.471×108千米，约在每年一月初。平均距离是1.496×108千米。人们把地球与太阳之间的距离作为一个天文单位，取其整数为1亿5千万千米。这段距离相当于地球直径的11700倍，乘时速1000千米的飞机要花17年才能到达太阳，发射每秒11.23千米的宇宙飞船也要经过150多天到达，太阳光照射到地球需要8分多钟。
太阳和地球的距离在天文学上称做“天文单位”，这是一个很重要的数字，很多天文数字都是以它为基础的。测量日地距离的方法有好几种，一种是利用金星凌日(即太阳、金星一地球刚好在一条直线上)；另一种方法是利用小行星测量日地距离。历史上就是用前一种方法测出地球到太阳的距离的，也是这样算出日地平均距离的，即从地球上发出一束雷达波，打到金星上面，再从金星上反射回来。利用这种方法测出的日地平均距离为149,597,870公里，大约为15,000万公里。

女王大人

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