Про единицы измерения расстояний в космосе

оценка расстояний в космосе и их измерения

Астрономия – это наука, которая оперирует немыслимо экстремальными расстояниями. Ведь в космосе всё находится очень далеко от друга. Очевидно, что с рулеткой здесь делать нечего. Для того, чтобы более или менее внятно измерить дистанции между звёздами нужно использовать, например, что-то вроде знаменитых «световых лет». Именно по этой причине в астрономии применяется масса весьма специфических единиц измерения больших расстояний.

Измерения расстояний в космосе

Астрономы любят использовать нашу Землю в качестве некого эталона. Массу планет часто выражают кратными массе Земли. А их размеры – кратными радиусу нашей планеты. В случае со звёздами эталон меняется. Теперь вместо Земли выступает Солнце. Ведь в конце концов, Солнце имеет радиус около 700 000 километров! И это немало. Но когда дело доходит до ещё больших расстояний, даже наше Солнце оказывается слишком маленьким!

Например, каково среднее расстояние от Солнца до Урана? Около 3 миллиардов километров. В этом числе слишком много нулей, чтобы им можно было легко пользоваться. Поэтому, для того чтобы иметь возможность разумно описывать расстояния между планетами, астрономы придумали «астрономическую единицу». Она соответствует среднему расстоянию между Землей и Солнцем. По крайней мере, так было задумано изначально.

Но как это  расстояние точно определить? Это было сделать не так-то просто. Именно поэтому расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем не были точно известны очень долгое время. Для их определения можно было измерять так называемые «параллаксы», т.е. кажущееся изменение положения небесного тела, когда смотришь на него с разных позиций. Однако какое расстояние при этом нужно было брать за основу? Получить более или менее точное значение астрономической единицы в километрах стало возможно только в 18-м и 19-м веках. И то при очень особых обстоятельствах. Когда Венера проходила точно перед Солнцем, если смотреть с Земли.

транзит Венеры
Транзит Венеры по диску Солнца. Из открытых источников.

Именно по этой причине во время таких транзитов Венеры в конце 18 и 19 веков по всему миру отправляли крупные экспедиции, чтобы иметь возможность наблюдать Венеру с как можно большего количества различных позиций. И таким образом, вычислять значение астрономической единицы.

В начале 20 века появилась возможность измерять расстояния между планетами напрямую с помощью радиолокации. И к началу 21 века эти измерения стали настолько точными, что позволяли вычислять среднее расстояние между Землей и Солнцем с точностью до нескольких десятков сантиметров.

Гигантские пустоты пространства

С 2012 года астрономическая единица перестала определяться через её астрономическое прошлое. Дело в том, что расстояние между Землей и Солнцем никогда не бывает постоянным. И даже среднее расстояние между телами меняется на протяжении тысячелетий. Поэтому пользоваться ей стало неудобно. И астрономической единице было присвоено фиксированное значение ровно 149 597 870 700 метров. С помощью этой единицы астрономы хорошо описывают Солнечную систему. Самые далёкие из известных астероидов находятся на расстоянии от нескольких сотен до несколько тысяч астрономических единиц от Солнца. То есть находятся они в несколько сотен или тысяч раз дальше, чем Земля, от нашей звезды.

Астрономическая единица – это хорошо. Однако она становится малоинформативной, когда дело заходит о расстояниях между звёздами.

Чтобы добраться от Солнца до Альфы Центавра, ближайшей к нам звездной системы, нужно преодолеть почти 40 триллионов километров. Это соответствует примерно 266 000 астрономических единиц. И это ближайшая звездная система!

Но если мы хотим измерить расстояния до других звёзд, числа снова быстро становятся очень большими. Вот почему здесь начинает использоваться самая известная астрономическая единица расстояния: световой год. Это расстояние, которое свет может пройти за один год. 9 460 730 472 580 800 метров. Или 63 241,077 астрономической единицы.

соседи Солнца
Ближайшие звёздные соседи Солнечной системы. Из открытых источников.

Относительно Млечного Пути оперировать световыми годами очень удобно. Ведь от края до края диаметр нашей Галактики составляет около 100 000 световых лет. Однако другие галактики во Вселенной находятся слишком далеко от нашей, чтобы считать световой год хоть какой-то значимой единицей.

Парсек

Невероятно, но факт: необходимо преодолеть около 2,5 миллионов световых лет, чтобы добраться до ближайшей к нам галактики Андромеды. А ведь есть галактики, до которых расстояния составляют миллиарды световых лет! Вот почему астрономами используется ещё одна единица измерения расстояний в космосе – «парсек». Это слово буквально означает «параллакс-секунда».

Работает это так: чтобы вычислить параллакс, нужно измерить кажущееся изменение положения объекта, которое происходит, если смотреть на него из разных точек. И это смещение будет тем меньше, чем дальше он находится. Расстояние, которое соответствует годовому тригонометрическому параллаксу (наблюдение из противоположных точек орбиты Земли вокруг Солнца) объекта в одну угловую секунду – это и есть один парсек.

Любой гражданин прямо сейчас может попробовать смоделировать это. Вытяните любую руку, лучше правую, вперёд. Выставите большой палец вверх. Типа у Вас всё хорошо (ок). А теперь посмотрите на палец сначала одним глазом, закрыв другой. А затем закройте первый и откройте второй. И задумайтесь. Зачем Вы это делаете вообще? (Шутка😁). Заметили, что палец как бы прыгает относительно фона? Это кажущееся смещение будет становиться все меньше и меньше, чем дальше Вы будет отводить большой палец от глаз. Вот это «дальше» и есть расстояние, измеряемое методом параллакса.

Однако в астрономии параллакс не измеряется путём попеременного прищуривания глаз. Измерения становятся тем точнее, чем больше расстояние между «глазами». Для этого используется тот факт, что Земля движется вокруг Солнца. И астрономам просто нужно немного подождать, прежде чем они смогут направить свои телескопы на небо из разных мест в Солнечной системе.

Один парсек соответствует расстоянию в 31 триллион километров. Это примерно 206 000 астрономических единиц или 3,26 светового года. Много это или мало? Это колоссальное расстояние. Однако разница между одним и 3,26 световыми годами не кажется такой уж и большой. И поэтому обычной единицей длины для измерения межгалактических расстояний стал «мегапарсек». Что соответствует расстоянию в один миллион парсек.

Определение параллакса звезды
Определение параллакса звезды с использованием положения звезды в течение года. Из открытых источников.

Световой год – удобнее?

В среде профессиональных астрономов использование единицы «парсек» стало нормой. Но это когда дело касается научных работ и исследований. Однако, когда приходится что-то объяснять любопытствующей публике, световой год по-прежнему популярен. Наверное потому, что так легче понять о каких расстояниях идёт речь.

Но, строго говоря, это на самом деле уже не те расстояния, которые простой человек может осознать в своей голове. Хотя это и не отменяет того факта, что мы живём во Вселенной, в которой происходят увлекательные и важные процессы во всех её масштабах…

Понравилась статья? Поделитесь ей в социальных сетях! Огромное спасибо!
Живой Космос
Оставьте комментарий!