מדידת מרחק כדור הארץ-שמש מוגדרת מחדש

בולטת שמש, 26 באוגוסט 1997

היחידה האסטרונומית הסתמכה פעם על משוואה מתמטית כדי לספק את ערכה למרחק מהכדור הארץ לשמש. (אשראי תמונה: קונסורציום SOHO-EIT)

אחת היחידות המוכשרות של האסטרונומיה עברה מהפך. האיגוד הבינלאומי לאסטרונומיה, הסמכות על קבועים אסטרונומיים, הצביע פה אחד להגדיר מחדש את היחידה האסטרונומית, יחידת האורך המקובלת המבוססת על המרחק בין כדור הארץ לשמש.



'ההגדרה החדשה הרבה יותר פשוטה מההגדרה הישנה', אומר סרגיי קליונר מהאוניברסיטה הטכנית בדרזדן בגרמניה, אחד מקבוצת מדענים שפעלו עשרות שנים לקראת השינוי, שנכנס לתוקף בחודש שעבר במהלך פגישת IAU.

על פי ההגדרה החדשה, יחידה אסטרונומית (או AU)-המדידה המשמשת את מרחק כדור הארץ-שמש - כבר לא תמיד בשטף, תלוי באורך של יום ובגורמים משתנים אחרים. כעת זהו מספר קבוע: 149,597,870,700 מטר, שזה שווה ערך לכמעט 92.956 מיליון קילומטרים.

קליונר הסביר שההגדרה הפשוטה יותר מועילה, למשל, למדענים המנסחים אפמרידים - טבלאות המציגות את המיקום המדויק של אובייקטים אסטרונומיים בשמיים. הם מנצלים את היחידה האסטרונומית לחישוב תנועת הגופים במערכת השמש. [מערכת השמש מוסברת מבפנים החוצה (אינפוגרפיקה)]

'הקהילה הרחבה יותר של האסטרונומים מסוגלת כעת, בפחות מאמצים, להבין טוב יותר מה עמיתיהם-אסטרונומים מומחים לאפמרידים כוכבי לכת-וכיצד הם מייצרים את תיאוריות התנועה ברמת הדיוק במערכת השמש', אמר ל- SPACE. .com בדוא'ל.

השינוי גם מקל על מהנדסי, מעצבי תוכנה וסטודנטים להבין את היחידה, ציינו קליונר ועמיתו ניקול קפיטיין ממצפה הכוכבים בפריז.

יחד עם זאת, ההגדרה המחודשת יכולה להוות תמצית לעידן שחלף כאשר מדענים הקשורים לכדור הארץ היו תלויים בזוויות צפייה לחישוב מרחקים שמימיים.

יחידה מבוססת

מחוסר מכשור מדויק, אסטרונומים מוקדמים הסתמכו רבות על זוויות לחישוב גודל היקום. על ידי לימוד מאדים משתי נקודות נפרדות על פני כדור הארץ, הצליח האסטרונום האיטלקי מהמאה ה -17 ג'ובאני קאסיני להשתמש בטריגונומטריה כדי לחשב את המרחק מכדור הארץ לשמש עם שגיאה של כ -6 אחוזים בלבד.

'ביטוי מרחקים ביחידה האסטרונומית אפשר לאסטרונומים להתגבר על הקושי למדוד מרחקים ביחידה פיזית כלשהי', אמר קפיטיין ל- demokratija.eu בדוא'ל. 'תרגול כזה היה שימושי במשך שנים רבות, מכיוון שהאסטרונומים לא הצליחו לבצע מדידות מרחק במערכת השמש במדויק כפי שיכלו למדוד זוויות.'

מכשירים מודרניים יכולים להגיע בטווח של כמה מטרים ממרחק קבוע בדיוק של כמעט 150 מיליארד מטר (150 מיליון קילומטרים), או כ -93 מיליון קילומטרים.

בסופו של דבר היחידה האסטרונומית הוגדרה על ידי ביטוי מתמטי שכלל את מסת השמש , אורך יום, ומספר קבוע המכונה קבוע הכבידה הגאוסי. מכיוון שכדור הארץ מקיף את כוכבו באליפסה ולא במעגל, אורך היום משתנה במשך שנה. במקביל, השמש הופכת את המסה ללא הרף לאנרגיה.

במאה ה -20 הוסיף המדען המפורסם אלברט איינשטיין תורת היחסות הכללית לתמהיל. על פי התיאוריה המפורסמת, זמן-מרחב הוא יחסי בהתאם למסגרת ההתייחסות של האדם.

המספר הקבוע החדש הוא האומדן הטוב ביותר לביטוי המקורי, אמר קליונר.

'אם נחליט להמשיך עם ההגדרה הישנה, ​​נצטרך להוסיף מספר מוסכמות נוספות כדי להפוך את האחרון למשמעותי במסגרת היחסות הכללית', הסביר. 'דרך טובה יותר הייתה לשנות את ההגדרה לחלוטין - וזה מה שהצלחנו לעשות'.

קפיטיין אמר, 'שינוי ההגדרה של היחידה האסטרונומית נוגע בעיקר לאלו בתחום הדינמיקה של מערכת השמש בדיוק גבוה'.

לוויינים ומלאכות אחרות המטיילים בחלל אינם מושפעים מכיוון שהם מסתמכים על מרחקים קבועים.

'המרחק בין כדור הארץ ל השמש כמו כל מרחק פיזי, יש למדוד אותו ואי אפשר לתקן אותו ברזולוציה כלשהי ', אמר קליונר.

הפעמים שהם משתנים

קפיטיין וקליונר הם בין כמה מדענים שעבדו בשני העשורים האחרונים על תיקון היחידה האסטרונומית. קפיטיין סיפרה כי היא התערבה לראשונה כאשר העבירה מצגת בשנת 1994 עם ברנרד גינות, גם הוא ממצפה הכוכבים בפריז. במהלך 10 שנים, מספר מאמרים שפורסמו על ידי מדענים שונים דנו בהשלכות של שינוי היחידה המזדקנת. שלושת המדענים הציגו את הנושא בפני הקהילה האסטרונומית במספר הזדמנויות שונות.

אסטרונומים אחרים סייעו להוכיח את כדאיות השינוי לפני שנחת על שולחנו של אחת מקבוצות העבודה של האיגוד האסטרונומי הבינלאומי. ההחלטה עובדה מחדש מספר פעמים לפני שזכתה להסכמה פה אחד.

'השינוי כפי שיש לנו אותו כעת הוא באמת תוצר של עבודה קולקטיבית', אמר קליונר.

הוא המשיך והוסיף, 'אני חושב שהאנרגיה, המחויבות והמוניטין המדעי העולמי של ניקול קפיטיין היו מכריעים כדי להשיג את השינוי הזה'.

מעבר מערך המשתנה כל הזמן למספר קבוע אולי נראה כמו בחירה קלה, אך הקבוצה התמודדה עם התנגדות מסוימת. היו שהאמינו כי השיפוץ יהיה קשה מדי ליישום בעזרת תוכנות מכריעות, בעוד שאחרים חששו שמא יתכנו פערים בעבודות העבר. לאחרים לא היה נוח לשנות הגדרה היסטורית כזו. בסופו של דבר, ככל הנראה, כל החששות נענו.
'בשנתיים האחרונות לא שמעתי התנגדות אחת לשינוי עצמו', אמר קליונר.

הערת העורך: הסיפור הזה תוקן לתיקון שגיאת יחידות בפסקה העשירית שקבעה באופן שגוי שמרחק כדור הארץ-שמש הוא כמעט 150 מיליון מטרים. גודלו כמעט 150 מיליארד מטרים.

עקוב אחר demokratija.eu בטוויטר @Spacedotcom . אנחנו גם פעילים פייסבוק & Google+ .