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什么是秒差距?为什么它用的如此之多?其实它特别容易理解的!

什么是秒差距?为什么它用的如此之多?其实它特别容易理解的!

作者: 量子猫科普 | 来源:发表于2018-05-08 00:19 被阅读0次

    今天我就给大家用最通俗,由深入浅出的方式来讲解一下什么是秒差距,经常在天文学上被使用的单位。

    秒差距这个单位确实是一个在天文被非常频繁使用的一个术语,但它又不像是千米或光年,这样一解释你就懂了。

    秒差距的天文单位是“AU”,它在使用的时候甚至有时候比光年还要常用,尤其是在一些专业一点的书籍中往往都是用秒差距单位的,而不是用光年这个单位的。

    那么我就来给大家说说这个单位是怎么来的

    其实是一个最自然而然的单位,在哥白尼建立日心说之后,不仅仅是宗教界人士反对,其实还有很多天文学家也反对哥白尼,为什么?

    因为日心说有一个哥白尼到死也没有解决的大问题,那就是恒星的周年视差问题。为了这个问题,哥白尼老先生可以说是死不瞑目。

    那么什么是恒星的周年视差呢?

    我们想,如果地球是绕着太阳公转的,那么就相当于地球在相对于遥远的恒星做着周期性的来回运动,那我们应该会看到恒星相对于我们来说是在缓缓地移动的,在冬季和夏季看到的恒星相对于地面上某个固定的参照物应当是会有比较大的位移的。

    这就好像我们坐在火车中看远处的山,它也会缓缓的移动一样。那么离得越远的山移动的就越缓慢,这个就叫做恒星的周年视差,恒星离我们越远,那么这个是差就越小。但从理论上来说,只要地球是在公转的,这个是差总是应该存在的。

    可是一直到哥白尼去世,全世界也没有哪一个天文学家能够观测到恒星的这种周年视差,这只能说明要么哥白尼的日心说错了,要么就是恒星实在是太遥远了,当时的天文观测设备的精度都不够。

    如果能测量出恒星的周年视差,那么就能利用非常简单的三角函数的知识计算出恒星到地球的距离,你可以在草稿纸上画一个等腰三角形,三角形的底边就是地球冬季和夏季位置的连线,而三角形的顶角就是恒星的周年视差,那么我们只要知道底边的长度和顶角的度数,就能够计算出三角形的腰长,这个只需要用到一些非常简单的三角函数的知识。而腰长就是地球到恒星的距离了。那么这也是当时的科学家唯一的一个能够计算出恒星到地球距离的方法。除此之外,还真的是别无他法。

    可是遗憾的是,直到哥白尼去世的300多年后,天文学家才测量出了恒星的周年视差。可见恒星离我们有多远!恒星的周年视差就是顶角的度数,一周是360度,一脚秒就等于1/60度,因此对于近代的天文学家来说,测量恒星的距离就等同于测量恒星的周年视差,那么得到了是差的数值就等同于得到了恒星的距离!

    所以在19世纪的那些天文学家们发表的文章中或者他们的书信往来中交流的都是这么交流的,你测量的是差是零点几秒,我测量的又是零点几秒,那时候也还没有光年单位,用光走过的距离来作为天文单位都是20世纪的事情了,所以19世纪的天文学家慢慢的形成了一个约定俗成的单位,那就是秒差距!

    不过秒差距的定义还不是用等腰三角形的顶角来定义的,而是为了计算的方便用的是顶角的一半。请大家再次在纸上画刚才等腰三角形,这次你加一根辅助线从顶点做一跟到底边的垂线,把等腰三角形一分为二,那么底边日地距离一分为二的直角三角形的底边就是日地距离,垂线与腰线的夹角相当于是顶角的一半的度数。

    当时的天文学家们就约定,那么以这个角度刚好是一角秒的时候,也就是1/3600度的时候,恒星离我们的距离就定为1秒差距。这时候腰长是底边的206265倍,底边日地距离也就是一天文单位那么一秒差距也就是相当于206265个天文单位,如果换算成光年的话,就是3.26光年。

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