我们在太空中的位置

在一个晴朗的夜晚抬头看,你能用自己的眼睛看到的每一颗恒星都属于银河系。 你站在一个旋转的岩石球上,围绕着数十亿之中的一颗普通星球。 本课将确切地找出在哪里。

你能用自己的眼睛看到的每一颗恒星都属于银河系。

看

在晴朗的夜晚站在外面。 你的脚下的地面是一个12,742公里宽的岩石球的一部分。 这个球,地球,每天旋转一次,并围绕一颗恒星,太阳,一年一次。

太阳是如此巨大,大约1.3百万个地球可以装进去。 它是如此的重,以至于它几乎包含了所有围绕着它运行的一切物质:行星、卫星、矮行星、小行星和彗星。 太阳系是由太阳和其引力所支撑的一切组成的。

在上面的图中,黄色点在中间是太阳。 按Play,看着行星移动。 一个行星离太阳越近,它绕着太阳公转的速度就越快:

• 水星需要88天。
• 地球需要一年的时间。
• 海王星,最远的行星,需要近165年。

我们的太阳系是一个巨大的螺旋恒星系统中的数十亿个恒星系统之一,称为银河。 在一个非常黑暗的夜晚,你可以看到它在天空中作为一条微弱的光带。 你能用自己的眼睛看到的每一颗星都属于它。

理解

太空中的距离是如此之大,以公里为单位变得很尴尬,所以天文学家使用更大的尺子。

天文单位 (au) 是地球和太阳之间的平均距离。 由于2012具有一个精确的值:149,597,870,700米,约为149.6百万公里。 有了它,太阳系变得容易描绘:

世界	距离太阳的平均距离
水星	0.39至
地球	1.00至
木星	5.2至
海王星	30.1至

光速 是指光线在一定距离内所需的时间。 光速为每秒299,792公里,所以:

时间=距离÷光速

对于1au:149,597,871公里÷299,792公里/秒≈499秒,或8分钟19秒。 当你看着太阳(绝不要直接,它会损害你的眼睛 ) , 你会看到大约八分钟前离开的光。 太阳光需要超过四个小时才能到达海王星。

光年是光在一年内所行进的距离:大约9.46万亿公里,或63241天文单位。 距离太阳最近的恒星是半人马座比邻星,距离地球约4.2光年。 银河系的直径大约为100,000光年。

硕士

au曾经是*测量的 * : 它被定义为高斯引力常数,所以它的长度以米为单位是一个天文学家必须确定的数量。 二十世纪后期,金星的雷达测距和航天器跟踪将其限制在几米之内。 2012年,国际天文学联合会将其定为一个固定数字(决议B2 ) , 因此现在的au只是一个单位,就像米一样。

今天我们实际上可以非常精确地测量的是太阳的引力参数,GM☉ = 1.32712440041 × 10²⁰ m³ s⁻²,从行星和航天器的运动中得出。 积 G × M 比单独的 G 或 M 更为人所知,因为 G 是物理学中最不精确的常数之一。 这就是为什么轨道力学在整个过程中使用 μ = GM,正如您将在导航器路径中看到的那样。

两个实际后果：

1. Earth’s distance is not constant. Earth’s orbit has an eccentricity of about 0.0167, so its distance from the Sun ranges from about 147.1 million km (early January, perihelion) to 152.1 million km (early July, aphelion). 季节是不是由此引起的:一月份在北半球是冬天。 真正的原因在季节课中讨论。
2. 光时是真正的工程限制。 向火星上的一个探测器发送无线电指令需要3到22分钟左右,这取决于两个行星在轨道中的位置。 遥远的航天器必须能够独立行动。