計算天體距離最困難的就是找一個(gè)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(gè)出發(fā)點(diǎn),它在地球上的各種表現是可以量化的。
下面來(lái)介紹聰明的古希臘人是如何計算的。有一點(diǎn)需要說(shuō)明,當時(shí)的古希臘人已經(jīng)計算出地球的周長(cháng)和直徑。以此為基礎,古希臘人進(jìn)行了一個(gè)巧妙的幾何計算。
我們知道,在太陽(yáng)底下的物體都會(huì )有一個(gè)陰影,如果一個(gè)圓形的物體,就會(huì )有一個(gè)圓形的陰影,隨著(zhù)物體不斷升高,陰影逐漸形成一個(gè)黑點(diǎn),這個(gè)黑點(diǎn)到物體的距離恰好是物體直徑的108倍,也就是說(shuō)物體能形成自己直徑108倍長(cháng)的陰影區,地球也是如此。
在月蝕的時(shí)候,我們都知道月球是被地球擋住了太陽(yáng)光,導致我們無(wú)法見(jiàn)到反光的月球,也就是說(shuō),無(wú)論月球大小,月蝕的時(shí)候都要通過(guò)這個(gè)地球造成的陰影區。而根據希臘人的估算,月球通過(guò)的這段陰影區長(cháng)度大概是月球直徑的2.5倍。
那到底是一個(gè)大的、遙遠的月球,還是一個(gè)小的、近的月球呢?這可不好判斷了,其實(shí)月球自己本身也是一個(gè)能夠遮擋太陽(yáng)光的球體,也就是說(shuō),和地球一樣,它也會(huì )產(chǎn)生自己的陰影區。而這個(gè)陰影區在地球上終止,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(gè)相似三角形,最大的那個(gè)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(gè)底邊是月球直徑,高是地月距離;中等大小的那個(gè)底邊長(cháng)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(gè)地月距離,最大的那個(gè)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(gè)結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(lái)源: 實(shí)驗核天體物理)
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