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宇宙的奥妙!探讨地球离太阳有多远

来源:鬼大爷(www.guidaye.com) 作者:鬼大爷 发表时间:2017-03-11

大家在日常看到的太阳,而大家知道太阳和我们居住的地球中的距离到底有多远吗,而太阳也是同样是太阳系的一个中心的天体,对此宇宙的奥妙!探讨地球离太阳有多远到底如何?下面一起来看看吧。

宇宙的奥妙!探讨地球离太阳有多远

宇宙的奥妙!探讨地球离太阳有多远

太阳到底距离地球多远

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。   (鬼大爷www.guidaye.com) 

如何测量地球到太阳的距离

据国外媒体报道,太阳距离我们有多远?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。

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。      

关于太阳的未来

太阳上绝大多数的氢正逐渐燃烧转变为氦,可以说太阳正处于最稳定的主序星阶段。

对太阳这样质量的恒星而言,主序星阶段约可持续110亿年。恒星由于放出光而慢慢地在收缩,而在收缩过程中,中心部分的密度就会增加,压力也会升高,使得氢会燃烧得更厉害,这样一来温度就会升高,太阳的亮度也会逐渐增强。太阳自从45亿年前进入主序星阶段到如今,太阳光的亮度增强了30%,预计今后还会继续增强,使地球温度不断升高。

65亿年后,当太阳的主序星阶段结束时,预计太阳光的亮度将是如今的2.2倍,而地球的平均温度要比如今高60℃左右。届时就算地球上仍有海水,恐怕也快被蒸发光了。若仅从平均温度来看,火星反而会是最适宜人类居住的星球。在主序星阶段,因恒星自身引力而造成收缩的这股向内的力和因燃烧而引起的向外的力会互相牵制而达到平衡。但在65亿年后,太阳中心部分的氢会燃尽,最后只剩下其周围的球壳状部分有氢燃烧。在球壳内不再燃烧的区域,由于抵消引力的向外的力减弱而开始急速收缩,此时太阳会越来越亮,球壳外侧部分因受到影响而导致温度升高并开始膨胀,这便是另一个阶段--红巨星阶段的开始。红巨星阶段会持续数亿年,其间太阳的亮度会达到如今的2000倍,木星和土星周围的温度也会升高,木星的冰卫星以及作为土星特征的环都会被蒸发得无影无踪,最后,太阳的外层部分甚至会膨胀到如今的地球轨道附近。

另一方面,从外层部分会不断放出气体,最终太阳的质量会减至主序星阶段的60%。因太阳引力减弱之故,行星开始远离太阳。当太阳质量减至原来的60%时,行星和太阳的距离要比现在扩大70%。这样一来,虽然水星和金星被吞没的可能性极大,但地球在太阳外层部分到达之前应该会拉大距离而存活下来,火星和木星型行星(木星,土星,天王星,海王星)也会存活下来。

像太阳这般质量的星球,在其密度已变得非常高的中心部分只会收缩到一定程度,也就是温度只会升高到某种程度,中心部分的火会渐渐消失。太阳逐渐失去光芒,膨胀的外层部分将收缩,冷却成致密的白矮星。通过红巨星时代考验而存留下来的行星将会继续围绕太阳运行,所有一切都将被冻结,最后太阳系迎接的将会是寂静状态的结束。

若太阳这种恒星变为白矮星,每秒自转一周。密度至少为1.41*10¹¹kg/m³。  

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文章标题:宇宙的奥妙!探讨地球离太阳有多远
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