計算天體距離最困難的就是找一個合適的參照物。天體的距離和大小是難以測量的,但是只要給定一個出發(fā)點,它在地球上的各種表現(xiàn)是可以量化的。
下面來介紹聰明的古希臘人是如何計算的。有一點需要說明,當(dāng)時的古希臘人已經(jīng)計算出地球的周長和直徑。以此為基礎(chǔ),古希臘人進行了一個巧妙的幾何計算。
我們知道,在太陽底下的物體都會有一個陰影,如果一個圓形的物體,就會有一個圓形的陰影,隨著物體不斷升高,陰影逐漸形成一個黑點,這個黑點到物體的距離恰好是物體直徑的108倍,也就是說物體能形成自己直徑108倍長的陰影區(qū),地球也是如此。
在月蝕的時候,我們都知道月球是被地球擋住了太陽光,導(dǎo)致我們無法見到反光的月球,也就是說,無論月球大小,月蝕的時候都要通過這個地球造成的陰影區(qū)。而根據(jù)希臘人的估算,月球通過的這段陰影區(qū)長度大概是月球直徑的2.5倍。
那到底是一個大的、遙遠的月球,還是一個小的、近的月球呢?這可不好判斷了,其實月球自己本身也是一個能夠遮擋太陽光的球體,也就是說,和地球一樣,它也會產(chǎn)生自己的陰影區(qū)。而這個陰影區(qū)在地球上終止,而且陰影末端的角度和地球相同。
如上圖,我們可以得到三個相似三角形,最大的那個底邊為地球直徑(8,000英里),高是108倍地球直徑(864,000英里);最小的那個底邊是月球直徑,高是地月距離;中等大小的那個底邊長是2.5倍月球直徑,由于三角形相似性,高便是2.5倍地月距離。再加上一個地月距離,最大的那個三角形的高便是3.5倍的地月距離。那么我們就可以計算,地球和月球距離=864,000/3.5=247,000英里,這個結(jié)果與如今我們的測量值239,000英里相差并不太大,又一次證明了古希臘人的智慧。(來源: 實驗核天體物理)
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