05.08 你知道天文用的最多的秒差距單位嗎?帶你3分鐘讀懂來龍去脈!

你知道天文用的最多的秒差距單位嗎?帶你3分鐘讀懂來龍去脈!

今天我就給大家用最通俗,由深入淺出的方式來講解一下什麼是秒差距,經常在天文學上被使用的單位。

秒差距這個單位確實是一個在天文被非常頻繁使用的一個術語,但它又不像是千米或光年,這樣一解釋你就懂了。

秒差距的天文單位是“AU”,它在使用的時候甚至有時候比光年還要常用,尤其是在一些專業一點的書籍中往往都是用秒差距單位的,而不是用光年這個單位的。

那麼我就來給大家說說這個單位是怎麼來的

其實是一個最自然而然的單位,在哥白尼建立日心說之後,不僅僅是宗教界人士反對,其實還有很多天文學家也反對哥白尼,為什麼?

因為日心說有一個哥白尼到死也沒有解決的大問題,那就是恆星的週年視差問題。為了這個問題,哥白尼老先生可以說是死不瞑目。

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那麼什麼是恆星的週年視差呢?

我們想,如果地球是繞著太陽公轉的,那麼就相當於地球在相對於遙遠的恆星做著週期性的來回運動,那我們應該會看到恆星相對於我們來說是在緩緩地移動的,在冬季和夏季看到的恆星相對於地面上某個固定的參照物應當是會有比較大的位移的。

這就好像我們坐在火車中看遠處的山,它也會緩緩的移動一樣。那麼離得越遠的山移動的就越緩慢,這個就叫做恆星的週年視差,恆星離我們越遠,那麼這個是差就越小。但從理論上來說,只要地球是在公轉的,這個是差總是應該存在的。

可是一直到哥白尼去世,全世界也沒有哪一個天文學家能夠觀測到恆星的這種週年視差,這隻能說明要麼哥白尼的日心說錯了,要麼就是恆星實在是太遙遠了,當時的天文觀測設備的精度都不夠。

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如果能測量出恆星的週年視差,那麼就能利用非常簡單的三角函數的知識計算出恆星到地球的距離,你可以在草稿紙上畫一個等腰三角形,三角形的底邊就是地球冬季和夏季位置的連線,而三角形的頂角就是恆星的週年視差,那麼我們只要知道底邊的長度和頂角的度數,就能夠計算出三角形的腰長,這個只需要用到一些非常簡單的三角函數的知識。而腰長就是地球到恆星的距離了。那麼這也是當時的科學家唯一的一個能夠計算出恆星到地球距離的方法。除此之外,還真的是別無他法。

可是遺憾的是,直到哥白尼去世的300多年後,天文學家才測量出了恆星的週年視差。可見恆星離我們有多遠!恆星的週年視差就是頂角的度數,一週是360度,一腳秒就等於1/60度,因此對於近代的天文學家來說,測量恆星的距離就等同於測量恆星的週年視差,那麼得到了是差的數值就等同於得到了恆星的距離!

所以在19世紀的那些天文學家們發表的文章中或者他們的書信往來中交流的都是這麼交流的,你測量的是差是零點幾秒,我測量的又是零點幾秒,那時候也還沒有光年單位,用光走過的距離來作為天文單位都是20世紀的事情了,

所以19世紀的天文學家慢慢的形成了一個約定俗成的單位,那就是秒差距!

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不過秒差距的定義還不是用等腰三角形的頂角來定義的,而是為了計算的方便用的是頂角的一半。請大家再次在紙上畫剛才等腰三角形,這次你加一根輔助線從頂點做一跟到底邊的垂線,把等腰三角形一分為二,那麼底邊日地距離一分為二的直角三角形的底邊就是日地距離,垂線與腰線的夾角相當於是頂角的一半的度數。

當時的天文學家們就約定,那麼以這個角度剛好是一角秒的時候,也就是1/3600度的時候,恆星離我們的距離就定為1秒差距。這時候腰長是底邊的206265倍,底邊日地距離也就是一天文單位那麼一秒差距也就是相當於206265個天文單位,如果換算成光年的話,就是3.26光年。


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