日常生活中,米作为最基础的长度单位,而公里作为较大的长度单位已经能够满足人们的日常计算使用,就如同在测长光积时使用寻常的尺子便能够满足需求了一般。
然而天文学家在测量宇宙天体之间距离时,就不会再使用米和千米这样的长度单位了,而是采用更大的长度单位,如天文单位、光年和秒差距等。
1958年,国际天文学联合会于在哥本哈根举行的大会期间,专家们讨论和决定把地球到太阳的平均距离作为太阳系中天体之间的距离和太阳的相对距离的标准长度,对其设置标准数值。
后来,经过认真测算和商讨,这一标准数值最终定为149597870700米,也即是149亿5700万8707万米。
这个数值就被称之为天文单位(AU),也成为太阳系中天体之间的距离的标准长度,这个数值对于地球和太阳的真实实际距离来说,只是一个近似数值,然而可能正是因为其近似性,使得天文学家在推算太阳系各个天体之间的距离时非常方便,因此,天文单位在太阳系和宇宙的观测和测量中有着极为重要的地位。
接下来,我们不妨来看一下太阳系中的各个天体的距离。
在距离太阳最近的一颗行星是水星,它会不断在近日点和远日点两个位置之间公转,从而也形成了一个椭圆形的公转轨道。
因此,水星到太阳的平均距离将作为我们测量天文单位时的参照基准,也即是1AU。
这个数值为57909707000米,也即是5790亿9707万米,那么,我们如何来确定地球的日平均月?
我们可以非常简单的计算出来,太阳的半径为696342千米,因此从太阳处到地球的采样的平均距离为1495978707千米。
此外,从地球到太阳的平均距离与光的行走时间也有着一定的联系,然而天文单位也正是基于这两者之间的联系而产生的。
在地球到太阳的平均距离上,光的行走时间大约需要8分20秒,在太阳日平均距离上,光的行走时间大约为499秒,而这个数值被称之为光行时间,同时也是天文单位的基本参考数值。
根据这个参考数值,我们还可以继续推算出太阳系中的其他天体之间的距离,如地球和火星之间的距离为1.52AU,木星到太阳的距离为5.2AU,以及木星到地球之间的距离约为4.2到6.2AU等。
因此,既然我们已经具备了基本的推算能力,就不妨再来推算一下水星和金星、土星这些行星之间的距离。
由于考虑到各个行星之间的太阳日平均距离也比较接近,因此这些行星之间的距离也可以快速计算出来。
除了天文单位外,还有一个更为广为人知且被天文学家在描述宇宙天体之间的距离时经常使用的单位,那就是光年,光年指的是光在宇宙中沿直线1年经过的距禿。
在描述天文学中最为熟知的单位就是光年,在我国古代,古籍中曾经经常提到“人日月相嫠,一年三百六十五,一日三万五千里,一刻千里”这样的描述,古人对于一年和一日的概念已经非常清晰,如果说一年有多远的话,程文的著作《天工开物》就已经对此进行了精确的计算。