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星星到地球的距离有多远?

书名:令人着迷的地理本章字数:1066

地球在围绕太阳转动

地球围绕着太阳以1年为周期运转着。“地球是围绕太阳运动的”这一日心说观点,在今天看来,我们都觉得是理所当然的。可是,大约400年前,人们还没有望远镜可用于观测天象,情况就完全不同了。那时候,主张“地球没有转动,是太阳和星星绕着地球在转”这一观点的地心说才是主流。主张日心说的天文学者不断地尝试,想通过观测来证明他们的观点是正确的。

做个实验来看看

下面,让我们来做个实验吧。在窗口放一个花瓶,试着晃动我们的头,你会发现无论头怎么动,花瓶看上去都没有动。下面,我们将花瓶和窗外的风景结合在一起,再移动头部来观察一下。这次,当我们的头发生移动的时候,相对于外面的风景,花瓶看上去在移动。我们知道,当头在动的时候,远处的物体和近处的物体,看上去是有差别的。这种看上去的差别,叫作视差。

与我们做的这个实验类似,过去的天文学者认为,如果是地球绕着太阳转的话,那么半年以后,人们看到的近处的星星和远处的星星也会发生变化。

天文学者们努力尝试观测到周年视差,可是一直也没能够成功观测到。16世纪的天文学家第谷·布拉赫,对天体进行了精密的观测,也还是观测不到周年视差,于是他得出日心说不正确的结论。

恒星是非常遥远的

为什么观测不到周年视差呢?那是因为恒星与地球的距离比我们想象的还要遥远得多,所以周年视差会非常非常小。进入19世纪以后,周年视差终于被观测到了,那颗被观测到的恒星的周年视差是0.31秒。

周年视差为1秒的恒星,它与地球的距离有多远呢?

我们计算周年视差为1秒的恒星距离,可以把所求的距离假设为一个大圆的半径,地球就在这个圆上。因为中心角非常小,距离也非常远,所以,我们可以认为太阳也在这个圆上。半径等于所求的距离,弧长等于地球和太阳的平均距离。

按照圆周长是直径的3.14倍来计算的话,周年视差为1秒的恒星距离,大约是地球和太阳的平均距离的21万倍,也就相当于31万亿千米。

用光来表示距离

1秒钟大约行进30万千米的光,1年的时间大约可以行进9.5万亿千米。以这个长度为基准,光在1年中行进的距离,被称为1光年。刚刚我们所说的周年视差为1秒的恒星距离,大约就是3.26光年。距离太阳最近的恒星系统——半人马座α星,其周年视差是0.76秒,用3.26除以0.76可以求得它到地球的距离,即约等于4.3光年。

周年视差的测定是件非常困难的事情。比如,日本国立天文台编撰的《理科年表》中记载了地球到北极星的距离于1986年由之前的800光年订正为400光年。1997年,利用依巴谷高精视差测量卫星所测定的数值,科学家又计算出地球到北极星的距离是431光年。使用卫星来测定周年视差,最远距离达3000光年的恒星也可以被直接测量到呢。