提问:你能告诉我们如何测量太阳和月球的表面直径吗?
回答:人类的眼睛不可能直接测量到月亮、太阳或任何其他天体的大小,主要原因是当我们看天空时,我们完全缺乏深度感知。这意味着当你看天空时,所有的星星和行星似乎都与我们有相同的距离。我们把这个叫做天球:一个巨大的球体,地球是它的中心,星星似乎在上面。(古代的天文学家也有同样的问题,他们认为所有的星星都是固定在这样一个球体上的,因此离我们的距离都是一样的。我们现在知道,情况绝对不是这样的,这只是我们视力差的结果。)
因此,当我们看天空时,我们唯一能测量的就是角度大小和角度距离。如果你把整个天球分成360度,就像你把一个圆分成360度一样,你可以讨论物体的角度大小或者它们的角距离(在天球上把两个物体分开的角度)。当我们计算太阳和月球的角度时,我们惊奇地发现了几乎相同的结果:1/2度。(这只是一个巧合,对我们来说幸运的是,这就是为什么我们可以得到完美的日食)。
当你看夜空的时候,有一种简单的方法可以近似求出角的距离。将手臂完全伸展到身前,握紧你的拳头,看着它和你要测量的物体之间的夹角距离,从拳头的一边到另一边大约是10度,一个指关节大约2.5度,如果你张开你的手,你的手从拇指尖到小指尖的整个空间在空中大约是20度。
现在天文学家可以用更精确的方法测量角度大小,这样他们就可以得到物体的实际大小。要做到这一点,我们必须考虑到我们所测量的物体之间的距离。举个例子,尽管太阳和月球的角度大小相同,但实际上太阳比月球大得多,它们看起来大小一样是因为太阳离我们远得多。因此,通过精确测量到太阳和月球的距离,以及测量它们的角度大小,我们可以很好地估计它们的实际大小。我们得到的值是太阳的半径是69.6万公里,月球的半径是1740公里。