Расстояние от земли до солнца млн лет

Какое расстояние от Солнца до планеты Земля — минимальное, максимальное и среднее

Люди с древности пытались оценить расстояние, отделяющее Землю от Солнца. Но только в Новое время ученые справились с этой задачей.

Так как орбита Земли является эллипсом, а не окружностью, то и дистанция между ней и светилом непостоянна. Расстояние от Земли до Солнца меняется от минимального значения — 147,1 млн км (0,983 a.e.) до максимального — 152,1 млн км (1,017 a.e.). Среднее расстояние между нашей планетой и звездой составляет 149,6 млн км (1 a.e.). Эту величину в астрономии традиционно используют как единицу измерения расстояний. Её так и называют – астрономическая единица.

Появление астрономической единицы связано с тем, что определять относительные расстояния между планетами проще, чем абсолютные. С появлением гелиоцентрической картины мира было определено, например, что радиус венерианской орбиты равен 0,72 от радиуса земной. Однако для перевода относительных расстояний в абсолютные (то есть в метры и километры) необходимо было как-то измерить один из «космических» размеров. С этой задачей справился Джованни Кассини в 1672 г. Он смог оценить параллакс Марса и из этого получил, что астрономическая единица равна 140 млн км.

В дальнейшем расстояние до Солнца уточнялось при наблюдениях за Венерой, а в 1901 году использовался сближающийся с Землей астероид Эрос. Наконец, с изобретением радиолокации точность измерений выросла, и в 1962 г. была получена цифра 149 598 100 км с погрешностью ±750 км.

Стоит отметить, что со временем наша планета постепенно удаляется от Солнца, в среднем на 15 метров каждые 100 лет. Причиной этого является уменьшение массы Солнца из-за солнечного ветра и протекающих в ядре звезды термоядерных реакций. В результате уменьшения массы светила её гравитация ослабевает, и планеты (не только Земля) переходят на более отдаленные орбиты. Однако на положение орбит влияет не только изменение массы Солнца, но и гравитация других планет. Например, когда-то Нептун был ближе к звезде, чем Уран, но гравитация Юпитера и Сатурна отодвинула его на окраину Солнечной системы.

Список использованных источников

Источник

Меняется ли расстояние от Земли до Солнца за миллионы лет?

Солнце представляет собой звезду, огромный раскаленный шар, который находится на большом расстоянии от нашей планеты. В небе оно кажется совсем крошечным и нелегко вообразить, каким образом этот «шарик» обогревает всю Землю. Все дело в расстоянии, ведь в действительности Солнце в сотни раз больше.

Как измеряют расстояние от Земли до Солнца?

Узнать точное расстояние до Солнца попытались еще древние греки, что не возымело успеха, так как расчетные методы их были слишком примитивными. Первые цифры смогли представить Кассини и Рихер в 1672 году. Наблюдая за положением Марса и применяя геометрические вычисления, они установили приблизительное расстояние – 139 млн км.

Во второй половине XX века ученые использовали радиолокационный метод. Суть его заключается в передаче импульса объекту – отразившись от него, импульс возвращается обратно. Исходя из данных, за какой отрезок времени он проходит от Земли до Солнца и обратно, производятся более точные расчеты.

Наиболее удаленная и ближайшая к Солнцу точки земной орбиты

Для измерения космического пространства также используются такие величины, как парсек и световой год. Световой год – это расстояние, которое свет преодолевает за 1 «земной» год. Скорость света составляет примерно 300 млн м/с, а 1 световой год равен величине 9,46073047 × 10 12 км.

Точное расстояние от Солнца до Земли составляет 150 млн км. Что интересно, этот показатель колеблется в течение года, так как орбита нашей планеты имеет эллипсоидную форму. В июле он составляет 152 млн км, а в январе – 147 млн км.

Какие явления могут воздействовать на орбиту Земли?

Точно оценить изменение расстояния между Землей и Солнцем на протяжении длительных промежутков времени гораздо труднее. Поэтому ученые строят теории на основе наблюдений и моделируют различные варианты развития событий.

С каждым годом наша планета отдаляется от Солнца примерно на 1,5 см. На это оказывают влияние различные факторы. Главным образом ядерный синтез, который происходит на Солнце. Дело в том, что с каждой секундой в результате этого процесса оно теряет около 4 000 000 тонн массы. Для столь огромного небесного тела это незначительный показатель, но он постепенно увеличивает земную орбиту.

На начальных этапах существования Солнце было окружено протопланетным диском вещества (газообразным). Сейчас Земля сталкивается с этими частицами вещества, что также влияет на ее орбиту – она меняется примерно на размер протона (1 фемтометр или 10 -15 м).

Воздействуют на гравитацию Земли разные массивные объекты в Солнечной системе. Каждое из этих небесных тел имеет определенную силу притяжения. Существует шанс того, что гравитационные силы данных тел могут повлиять на изменение орбиты.

Солнце неминуемо ждет участь превращения в красный гигант. Когда это случится, ядро еще сильнее раскалится, внешняя оболочка значительно увеличится в размерах и начнется процесс гелиевого синтеза. То есть Солнце начнет выделять еще больше энергии.

Став огромной красной звездой, оно уничтожит некоторые планеты. К примеру, могут исчезнуть Венера и Меркурий. Наша планета тоже может оказаться в их числе, но есть вероятно и того, что она уцелеет. Для этого Земле следует немного отдалиться от Солнца – примерно на 15% и дальше нынешнего радиуса.

Прочие галактические тела также могут повлиять на орбиту Земли, сделать ее нестабильной. Иногда возле нашей Солнечной системы проходят эти объекты – это случается крайне редко. Нестабильность орбиты грозит перемещением планеты вплоть до выхода из галактики.

Если Земля все-таки переживет превращение Солнца в красный гигант, то останется «привязанной» к нему. Более того, наша планета начнет понемногу сокращать расстояние к Солнцу. На это повлияет гравитационное излучение. Теория тяготения Эйнштейна говорит, что две массы, по орбите вращающиеся друг вокруг друга, испускают гравитационные волны.

Ученые рассматривают несколько возможных явлений, которые влияют на земную орбиту и расстояние между Солнцем и нашей планетой. На сегодняшний день наиболее сильное влияние оказывает ядерный синтез, происходящий в Солнце. Также орбита Земли может измениться в результате гравитационной нестабильности, превращения Солнца в красный гигант. Наиболее вероятной считается гипотеза поглощения Земли Солнцем через несколько миллиардов лет.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Меняется ли расстояние от Земли до Солнца за миллионы лет?

Как измеряют расстояние от Земли до Солнца?

Наиболее удаленная и ближайшая к Солнцу точки земной орбиты

Интересный факт: расстояние от Солнца до Земли составляет восемь световых минут. Именно столько времени необходимо солнечному свету, чтобы достигнуть нашей планеты.

Какие явления могут воздействовать на орбиту Земли?

С каждым годом наша планета отдаляется от Солнца примерно на 1,5 см. На это оказывают влияние различные факторы. Главным образом ядерный синтез, который происходит на Солнце. Дело в том, что с каждой секундой в результате этого процесса оно теряет около 4 000 000 тонн массы. Для столь огромного небесного тела это незначительный показатель, но он постепенно увеличивает земную орбиту.

На начальных этапах существования Солнце было окружено протопланетным диском вещества (газообразным). Сейчас Земля сталкивается с этими частицами вещества, что также влияет на ее орбиту – она меняется примерно на размер протона (1 фемтометр или 10-15 м).

Время, за которое луч света достигает Земли

Воздействуют на гравитацию Земли разные массивные объекты в Солнечной системе. Каждое из этих небесных тел имеет определенную силу притяжения. Существует шанс того, что гравитационные силы данных тел могут повлиять на изменение орбиты.

Солнце неминуемо ждет участь превращения в красный гигант. Когда это случится, ядро еще сильнее раскалится, внешняя оболочка значительно увеличится в размерах и начнется процесс гелиевого синтеза. То есть Солнце начнет выделять еще больше энергии.

Интересный факт: возраст Солнца составляет около 4,6 млрд лет. Оно находится примерно в середине своего жизненного цикла.

Прочие галактические тела также могут повлиять на орбиту Земли, сделать ее нестабильной. Иногда возле нашей Солнечной системы проходят эти объекты – это случается крайне редко. Нестабильность орбиты грозит перемещением планеты вплоть до выхода из галактики.

Если Земля все-таки переживет превращение Солнца в красный гигант, то останется «привязанной» к нему. Более того, наша планета начнет понемногу сокращать расстояние к Солнцу. На это повлияет гравитационное излучение. Теория тяготения Эйнштейна говорит, что две массы, по орбите вращающиеся друг вокруг друга, испускают гравитационные волны.

Источник

Расстояние от Земли до Солнца: сколько составит километров и метров

Среднее расстояние от Земли до Солнца равняется 0,000004848 парсеков, или примерно 150 млн км. Эта величина оказала важное влияние на формирование жизни на Земле. Ее вычислением занимались многие поколения ученых, но только научно-техническая революция внесла окончательную ясность в этот вопрос.

Точное расстояние

Расстояние от Солнца до Земли в километрах составляет округленно 149.6 млн км. Эти данные указаны на Википедии как результат расчетов 2016 года. В 2018 году, а точнее 6 июля, планета находилась на расстоянии в 152 095 566 км от Солнца.

Точная дистанция от нашей планеты до Солнца зависит от места, через которое проходит Земля по орбите вокруг данной звезды. Так как эта орбита имеет эллиптическую форму, дистанция между Землей и Солнцем постепенно меняется. Так на нашей планете и происходит смена времен года.

Однако, вопреки расхожему мнению, удаленность от Солнца вовсе не связана с похолоданием.

Самое большое расстояние до Солнца в июле. Оно составляет 152 млн км. Ближе всего к нему мы находимся зимой, в январе. Минимальная дистанция между этими космическими объектами летом – всего 147.1 млн км. Это число можно условно округлить до 147 млн км. При этом среднее расстояние составляет приблизительно 149 500 000 км. Вероятна погрешность в 17 000 км. 17 000 км – это всего 0,0001 от общей величины участка.

Ученые определяют три вида расстояний:

Астрономическая единица

Усредненная величина в 149 миллионов километров называется астрономической единицей. Ее используют для выражения любых дистанций между расположенными в окружающем космосе объектами. В России ее записывают как «а. е.». Международное обозначение этой величины – «au», или «Astronomical unit».

В 2012 году ее приравняли к 149 597 870 700 метрам. Тогда же Астрономический Союз причислил ее к Международной Системе Единиц. Однако в действительности она является непостоянной величиной. Для не требующих высокой точности вычислений можно использовать округленное значение в 1496 * 10^11 м. На видео, размещенном ниже, подробно рассказывается о средней дистанции до Солнца.

Каждый год наша планета удаляется от небесного светила все дальше и дальше. К такому заключению в 2004 году пришли российские ученые Виктор Брумберг и Григорий Красинский. Это постепенное удаление может показаться незначительным, поскольку в год оно ограничивается 15 см. Таким образом, каждые 10 лет дистанция увеличивается на 1,5 метра, а каждые 100 лет – на 15 метров. Точная причина того, почему космические тела удаляются друг от друга, долгое время была неизвестна. Однако ученые выдвинули множество интересных гипотез.

Приливы и отливы

Существует версия о том, что расстояние между Землей и Солнцем увеличивается в связи с ослабеванием гравитационного притяжения. Предположительно, Солнце теряет свою массу в связи с солнечным ветром. Его также можно называть звездным ветром Солнца, поскольку аналогичное явление формирует каждая звезда.

Солнце – это звезда из класса желтых карликов. Звездный ветер, в свою очередь, – это непрерывный поток излучения ионов, испускаемый солнечной короной или внешними слоями атмосферы любой другой звезды. Однако скорость увеличения дистанции превосходит расчеты, созданные на основе этой гипотезы.

В 2009 году японские исследователи опубликовали идею, согласно которой постепенное удаление Земли от своего космического светила является следствием приливных сил. Приливные силы в поле тяготения деформируют тела, к которым приложены.

Так, Луна воздействует на нашу планету и вызывает периодические колебания уровня моря. Аналогичным образом Земля воздействует на Солнце, несмотря на колоссальную разницу в размерах этих тел.

По причине этого гравитационного взаимодействия с Землей, с течением времени удлиняется период обращения светила вокруг его оси, а планета постепенно удаляется. Точно так же замедляет период осевого вращения Земли ее спутник Луна. С каждым годом она становится на 4 сантиметра дальше от планеты. Нынешняя дистанция до Луны составляет 384 467 км.

Любые измерения и вычисления, сделанные с использованием астрономической единицы, желательно постепенно обновлять. Однако в силу того, что 15 см в космических масштабах имеет маленькое значение, эту единицу измерения продолжают повсеместно использовать для выражения расстояний.

Афелий и перигелий

Самая дальняя относительно Солнца точка на орбите любого небесного тела называется «афелий». Афелий Земли на солнечной орбите – это 152 км. Отрезок, равный 147 млн км, носит название «перигелий».

Имя точки разбирается на следующие составные части: «Гелиос», или «Солнце»; а также «пери», то есть «возле». Если бы речь шла о самой ближней точке на орбите вокруг Земли, ее следовало бы называть перигеем. Аналогичная точка для небесного тела, находящегося на орбите Луны, называется периселений. Ближайшую точку на орбите вокруг Плутона называют перигадий.

Измерения в Древней Греции

Какое расстояние от Земли до Солнца, ученые начали интересоваться еще тысячи лет назад. Упомянем нескольких астрономов, чьи труды дошли до наших современников.

Аристарх Самосский

В III веке до н. э. ученый Аристарх Самосский предположил, что если Луна светит отраженным светом, можно представить расстояние между этими небесными телами как прямоугольный треугольник. Согласно Аристарху, этот треугольник образуется в те периоды месяца, когда Луна выглядит как ровно урезанный с одной стороны полудиск. В этом случае расстояние от Луны до Земли будет представлено катетом, а отрезок между Землей и небесным светилом является гипотенузой.

Аристарх предлагал определять расстояние до Солнца через геометрическое отношение катета к гипотенузе. Согласно его расчетам данное соотношение равно 1:19.

Однако точно вычислить момент, когда Луна находится на вершине прямого угла, невозможно при помощи визуального метода наблюдения.

Малейшие неточности порождают колоссальное отклонение от настоящего положения вещей. Отличие между итогами вычислений Аристарха Самосского и реальным положением вещей очень велико. Действительное расстояние превышает расчеты исследователя в 20 раз. В конце концов, Солнце в 400 раз дальше от Земли, чем Луна.

Гиппарх Никейский

Во II веке до н. э. Гиппарх Никейский измерял расстояние до Солнца при помощи метода подобия треугольников. В качестве основы он взял наблюдение за лунными затмениями. Единицей измерения был выбран радиус Земли.

Во время затмения Луна оказывается в тени земного шара. Тень имеет коническую форму и почти полностью перекрывает излучение отраженного света. Равенство размеров Луны и тени земного шара в этот момент создает любопытный эффект. С Земли остается виден лишь серебристый светящийся ореол, образованный вокруг Луны.

Подобные треугольники имеют равные углы. Ученый начертил треугольники, стороны которых идут через центры космических тел вдоль диаметра.

Исходя из этого, дистанция между Солнцем и Землей превышает путь от Земли до Луны в том же соотношении, в котором разность радиуса первых превосходит разность радиусов вторых. Точнее, превосходит разность радиуса Земли и радиуса земной тени, лежащей на лунной поверхности.

Чтобы определить, сколько километров в радиусе земного спутника, великий ученый совершил некоторое число простых измерений. Сделаны они были обычными инструментами для определения углов.

Используя полученные данные, Гиппарх Никейский провел вычисления и заключил, что Землю отделяют от Солнца 382 тысячи километров. Это самые точные результаты, полученные учеными древности. Во всяком случае, никакие другие столь же значительные успехи на этом поприще не дошли до Новейшего времени.

Новое время

Новое время принесло следующий поток дотошных изобретателей, направивших свой интерес на определение космических расстояний. Они тоже принялись высчитывать, сколько километров отделяет Землю от Солнца. Перечислять плодотворных и успешных астрономов этой поры можно долго, поэтому выделим только несколько значимых фамилий.

Кристиан Гюйгенс

В 1653 году датский физик и астроном Кристиан Гюйгенс тоже попытался узнать протяжение пути от Земли до Солнца при помощи метода прямоугольных треугольников. Однако, в отличие от Аристарха Самосского, он использовал в качестве третьего тела не Луну, а Венеру. Он вычислял положение Солнца через аналогичный метод, а именно – ориентировался на вполовину затемненную фазу Венеры.

Рихер и Кассини

Первые измерения больших космических тел с максимально достоверными результатами принадлежат ученым Рихеру и Кассини. Они наблюдали за тем, как двигается Марс по звездному небу, и использовали геометрические вычисления. В 1672 году они заключили, на каком расстоянии Земля находится от Солнца. Оно оказалось равно 139 млн км.

Рихер проводил наблюдения в Гвиане, а Кассини находился во Франции. Расстояние до Марса было определено путем сопоставления некоторой разницы между результатами их измерений. Затем эти данные были приняты для геометрических вычислений с целью зафиксировать верное расстояние до Солнца. Результаты исследователя Кассини оказались сильно занижены. Согласно его подсчетам, величина расстояния на 7 % отличалась от реальной.

Метод параллакса

В своих исследованиях эти ученые использовали метод параллакса. Под словом «параллакс» подразумевается визуальная перемена в положении ближнего объекта, расположенного на фоне иных, более удаленных тел. Это изменение становится заметным и определяется, когда изменяется точка обзора, то есть положение наблюдателя относительно рассматриваемых объектов. Иными словами, параллакс – это угол смещения тела относительно более удаленных предметов при смене точки зрения.

Чтобы воспользоваться методом параллакса, нужно, чтобы было известно расстояние смещения наблюдателя и угол смещения тела относительно фона. Тогда можно найти нужные расстояния в образовавшемся треугольнике при помощи простых геометрических операций.

В древние времена через параллакс обосновывалось утверждение о неподвижности плоской Земли. На это людям указывало отсутствие видимых смещений в положении звезд на небосводе при смене точки наблюдения. Однако уже тогда многие мыслители выражали сомнения в этом утверждении. Некоторые предполагали, что удаленность звезд слишком велика, чтобы смещение было заметным при путешествии на «небольшие» расстояния.

С течением времени инструментарий для определения космических расстояний существенно расширился. Более совершенные и точные технологии позволили определить параллакс космических светил на звездном куполе. Только в этом случае приходится использовать не радиус земного шара, а средний радиус орбиты. Чтобы вычислить расстояние до звезды, потребуется использовать формулу следующего вида: r = 206265/π.

Метод стандартных свечей

Метод параллакса применяется для вычисления расстояний до самых ближайших к Земле звезд. Более далекие звезды находят, ориентируясь на информацию о ближайших светилах. Чем более тусклой выглядит звезда, тем предположительно дальше она находится.

Точность метода стандартных свечей невелика. Для правильного определения расстояния может потребоваться исчерпывающая информация о мощности свечения звезд-ориентиров.

Новейшее время

Научно-техническая революция позволила человечеству совершить качественный скачок в развитии, подняв точность исследований на новый уровень.

В частности, ученые начали измерять космические расстояния при помощи радиолокаторов.

Видео на эту тему представлено ниже.

Радиолокация

Самый точный ответ на вопрос о расстоянии до Солнца исследователи получили после применения метода радиолокации. Каково расстояние до ближайших космических объектов, стало определяться путем передачи импульса на удаленное тело.

Впоследствии импульс возвращается обратно, поскольку он был отражен небесным телом. Его принимают специально настроенными приборами. Затем импульс анализируется, при этом учитывается затраченное на его путешествие время.

Для определения расстояния до Солнца эффективнее всего отсылать в его направлении длинные волны. Длина таких волн должна составлять от 5 до 15 километров. Более короткие волны оказываются поглощенными атмосферой Солнца.

Дистанция до нашей звезды определяется исходя из расстояния до крайней точки радиуса этого объекта. К радиусу Солнца относится так называемая фотосфера, то есть видимая светящаяся оболочка звезды. Фотосфера – это самый верхний слой атмосферы Солнца. Именно там появляется тот спектр оптического излучения, который доходит до земной поверхности. Толща фотосферы светила равна приблизительно 300–400 километров.

Всего к атмосфере Солнца относятся три уровня оболочки:

Фотосфера. Слой звезды, в котором образуется излучение.
Хромосфера. Ее можно визуально обнаружить с Земли во время полного солнечного затмения. Если приглядеться, вокруг черного диска Луны можно заметить розоватую кайму. Это и есть хромосфера. Свое название она получила как раз по причине наличия цветного окраса.
Корона. Самый крайний слой оболочки Солнца, испускающий солнечный ветер.

Лазерная локация

Метод определения дистанции посредством лазера имеет только технологическую сложность – нужно располагать работающим лазером. Сам способ работает по тому же принципу, что и радиолокация. На удаленный объект отсылается лазерный импульс. Позже импульс возвращается и считывается специальным прибором. Затраченное на путешествие лазерного луча время позволяет определить расстояние до сильно удаленных объектов с точностью до нескольких сантиметров.

Результат сильно отличается от применения радиолокационного способа изучения пространства. Максимальная точность при радиолокационном изучении расстояний ограничена несколькими километрами. В целом можно сказать, что исследования звезды представляют сложности, связанные с ее физическими особенностями.

Скорость света

Любопытно, сколько времени требуется свету, чтобы достигнуть Земли. Луч Солнца путешествует до Земли со скоростью 300.000.000 м/с. Чтобы пройти миллионы километров, ему требуется всего 8 минут. В космических масштабах это очень мало.

Исследователи занимаются изучением объектов, расположенных в удалении от Земли на многие световые годы. Один световой год – это отрезок с колоссальной протяженностью. Свету нужно лететь год, чтобы преодолеть расстояние в 9460 миллиардов километров. В астрономических единицах световой год равен 63241,1.

Еще одна из единиц измерения расстояний между удаленными космическими объектами – это парсек. Он составляет 3,26 световых года. Парсек – это сокращение от сочетания слов «параллакс» и «секунда».

Параллаксные дистанции измеряются именно при помощи парсеков. То есть пока Земле приходится идти по своей орбите вокруг Солнца, при смене ее положения на орбите также слегка меняется положение звезд.

Дистанции

Расстояние от Земли до звезды равно 1,496 умножить на 10 в 11 степени. За один день Земля совершает вокруг Солнца полный оборот. Площадь поверхности Земли равна 510 млн км. Точное положение Солнца зафиксировано в эфемериде, то есть в таблице координат астрономических объектов.

Были измерены координаты, присущие небесным телам в конкретные моменты суток. Среднее расстояние от центра Солнца по этой таблице составляло 1,49610 сантиметров в 13 степени. Число кажется небольшим, но оно означает, что 1,49610 нужно умножать само на себя 13 раз подряд. Данные были актуальны на 1995 год.

Для наглядного сравнения масштабов в пределах Солнечной системы попробуем перечислить примерные расстояния до некоторых планет в порядке их удаления от звезды.

Планета	Расстояние до Солнца
Земля	149,6 млн км
Юпитер	778,5 млн км
Уран	2,9 млрд км
Нептун	4,5 млрд км

Заключение

Будь расстояние от Земли до небесного светила иным, это оказало бы сильное влияние на всю историю развития жизни на планете.

Однако значение Солнца простирается и дальше. Научный мир и астрономия в частности также формируются, отталкиваясь в своих вычислениях от расстояния до Солнца.

Источник