據(jù)報(bào)道，最近，天文學(xué)家們?nèi)〉昧艘豁?xiàng)看似不那么引人注目的成就：他們重新精確測(cè)定了太陽(yáng)系中最重要的距離參數(shù)之一，即一個(gè)天文單位(AU)的精確數(shù)值。所謂天文單位也就是太陽(yáng)到地球之間的平均距離，這一距離值現(xiàn)在已經(jīng)從稍顯混沌變成了一個(gè)精確的數(shù)字呈現(xiàn)在我們面前。這一新的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值已經(jīng)于今年8月份在中國(guó)北京舉行的國(guó)際天文學(xué)大會(huì)(IAU)上以無(wú)記名投票的方式獲得采納。也就是說(shuō)，從此，一個(gè)天文單位的定義值被確定為：1495,9787,0700米——不多也不少。
當(dāng)然這一數(shù)值的精確測(cè)定對(duì)于生活在地球上的生靈們不會(huì)產(chǎn)生任何影響，地球還是會(huì)圍繞著太陽(yáng)運(yùn)行，在北半球，秋季即將來(lái)臨。但是對(duì)于天文學(xué)家而言，這一數(shù)值的規(guī)定意味著更加精確的測(cè)量，也便于更加清晰地向?qū)W生們闡明“天文單位”(AU)的概念。
日地距離是天文學(xué)中被運(yùn)用歷史最悠久的距離值之一。歷史上對(duì)于這一距離的首次精確測(cè)定是在1672年，由當(dāng)時(shí)著名的荷蘭天文學(xué)家格羅范尼·卡西尼(Giovanni Cassini)完成。當(dāng)時(shí)他正在法國(guó)巴黎從事火星觀測(cè)，而他的同事儒安·里奇(Jean Richer)則從南美洲的法屬圭亞那對(duì)這顆行星進(jìn)行觀測(cè)。綜合兩地觀測(cè)到的火星表現(xiàn)出的視差，這位天文學(xué)家計(jì)算出了地球到火星的距離，并使用這一數(shù)值計(jì)算出了地球到太陽(yáng)的距離。當(dāng)時(shí)他們得出的測(cè)量值是1.4億公里——和現(xiàn)代測(cè)量值相當(dāng)接近。
直到20世紀(jì)下半葉，這種視差測(cè)量仍然還只是測(cè)量太陽(yáng)系中天體之間距離的唯一可靠手段，因此當(dāng)時(shí)“天文單位”(AU)的概念還被視作是一個(gè)由視角測(cè)量換算得到距離值的基本常數(shù)。直到最近，天文常數(shù)仍然被表述為：“一顆質(zhì)量無(wú)限小的顆粒，以徑度量每天 0.01720209895的角頻率(公轉(zhuǎn)周期365.2568983日，即一高斯年)環(huán)繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，且不受擾動(dòng)影響的牛頓圓軌道半徑”。
這一定義讓德國(guó)杰出數(shù)學(xué)家卡爾·弗里德里?！じ咚?Carl Friedrich Gauss)的信奉者們歡欣鼓舞，因?yàn)橐运置母咚钩?shù)居于整個(gè)定義的核心。然而這樣的定義對(duì)于天文學(xué)家仍然會(huì)造成困擾。就舉一個(gè)例子，正如德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)天文學(xué)教授賽吉爾·克里諾爾(Sergei Klioner)所說(shuō)，這樣的定義讓天文學(xué)初學(xué)者們非常困惑不解。但其最重要的一點(diǎn)缺陷在于：這一概念的這一定義方式與愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論是相矛盾的。
正如它的名字所暗示的那樣，廣義相對(duì)論下的時(shí)空是相對(duì)的，它取決于觀察者的位置。那么根據(jù)原先的定義，一個(gè)天文單位(AU)也將隨著觀測(cè)者的位置不同而發(fā)生變化。根據(jù)克里諾爾的計(jì)算，從地球的參考系和木星的參考系來(lái)進(jìn)行對(duì)比，這一數(shù)值要相差1000米甚至更多。這種差異不會(huì)對(duì)探測(cè)器的飛行造成影響，因?yàn)樗鼈兪侵苯舆M(jìn)行距離測(cè)量的，然而這對(duì)于那些致力于構(gòu)建太陽(yáng)系模型的行星科學(xué)家們卻造成了不小的困擾。
太陽(yáng)的存在給出了另外一個(gè)問(wèn)題。高斯常數(shù)是基于太陽(yáng)質(zhì)量得出的，因此天文單位的定義是和太陽(yáng)質(zhì)量嚴(yán)格相關(guān)聯(lián)的。然而隨著時(shí)間推移，太陽(yáng)正不斷損失質(zhì)量，這一因素也將造成天文單位數(shù)值的緩慢變化。
而此次給出的新定義模式則給出了針對(duì)這些問(wèn)題的解決方案。一個(gè)確定的數(shù)量值將不受太陽(yáng)質(zhì)量變化的影響，而“米”的單位則是由光在真空中1 / 2,9979,2458分之一秒內(nèi)通過(guò)的距離定義的。由于光速在所有參考系中都是相同的，這樣一來(lái)天文單位的定義值便不再會(huì)隨著觀察者在太陽(yáng)系中位置的不同而發(fā)生改變。
事實(shí)上，對(duì)于“天文單位”重新定義的工作在過(guò)去的數(shù)十年間早就可以進(jìn)行——現(xiàn)代天文學(xué)可以借助空間探測(cè)器，雷達(dá)和激光進(jìn)行直接的距離測(cè)量。但是，正如法國(guó)巴黎天文臺(tái)的天文學(xué)家尼古拉·卡皮塔尼(Nicole Capitaine)所說(shuō)的那樣：“一部分人認(rèn)為做出這樣的改變有些危險(xiǎn)?！庇行┤藫?dān)心這樣的改變會(huì)破壞他們的計(jì)算機(jī)程序，還有人則頑固地堅(jiān)持舊的定義法則。然而在經(jīng)過(guò)卡皮塔尼，克里諾爾和其它天文學(xué)家們年復(fù)一年的游說(shuō)工作之后，這一修改后的定義法則終于被通過(guò)并采納。
卡皮塔尼和克里諾爾表示這一簡(jiǎn)化后的天文單位定義已經(jīng)開(kāi)始堆他們的生活產(chǎn)生積極的影響?？ㄆに嵴f(shuō)：“游說(shuō)的過(guò)程是費(fèi)時(shí)的，之后我將把更多的時(shí)間投入到自己的研究工作中去?！倍死镏Z爾也表示：“我很高興我再也不用費(fèi)勁地向我的學(xué)生們解釋天文單位的定義問(wèn)題?，F(xiàn)在新的定義法則對(duì)于所有人來(lái)說(shuō)真的都簡(jiǎn)單多了?！?
【太陽(yáng)到地球距離精確測(cè)定：149597870700米】相關(guān)文章：
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