Первое точное вычисление расстояния от Земли до Солнца, размером с Солнечную систему и даже с Вселенную. Открыл Джованни Кассини
Почему это одно из 100 величайших открытий?
Наше понимание Вселенной основано на двух принципах: нашей способности измерять
расстояния до далёких звёзд и нашей способности измерять химический состав
звёзд. Открытие, которое позволило учёным определить состав звёзд, описано
в статье 1859 года о спектрографах. Расстояние до Солнца всегда считалось
самым важным и фундаментальным из всех галактических измерений.
Однако измерение «Кассини» 1672 года было первым, в котором это расстояние было точно оценено.
Открытие «Кассини» также дало первый шокирующий намёк на поистине колоссальные размеры Вселенной и на то, насколько мала и незначительна Земля. До «Кассини» большинство учёных считали, что звёзды находятся всего в нескольких миллионах миль от нас. После «Кассини» учёные поняли, что даже самые близкие звёзды находятся в миллиардах (если не в триллионах) миль от нас!
Как это было обнаружено?
Джованни Кассини, родившийся в 1625 году, вырос и получил образование в Италии. В молодости он увлекался астрологией, а не астрономией, и приобрёл широкую известность благодаря своим астрологическим познаниям. Сотни людей обращались к нему за астрологическим советом, несмотря на то, что он писал труды, в которых доказывал ложность астрологических предсказаний.
В 1668 году, после проведения серии астрономических исследований в Италии, получивших широкое признание, Кассини предложили должность директора Парижской обсерватории. Вскоре он решил принять французское гражданство и сменил имя на Жан Доминик Кассини.
С помощью усовершенствованного мощного телескопа, который он заботливо доставил из Италии,
Кассини продолжил серию астрономических открытий, сделавших его одним из
самых известных учёных мира. Среди этих открытий были периоды вращения Марса и Сатурна, а также большие щели в кольцах Сатурна, до сих пор называемые щелями Кассини.
Кассини также был первым, кто предположил, что свет распространяется с конечной скоростью. Кассини отказался публиковать свои доказательства и позже даже потратил много лет, пытаясь опровергнуть собственную теорию. Он был глубоко религиозным человеком и верил, что свет исходит от Бога. Следовательно, свет должен быть совершенным и бесконечным, а не ограниченным конечной скоростью. Тем не менее, все его астрономические работы подтверждали его открытие, что свет распространяется с постоянной и конечной скоростью.
Благодаря своей глубокой вере в католическую церковь, Кассини также верил в геоцентричность Вселенной. Однако к 1672 году, благодаря ранним трудам Кеплера и тщательно продуманным аргументам Коперника, он, по крайней мере, частично убедился в необходимости рассмотрения возможности нахождения Солнца в центре Вселенной.
Эта идея побудила Кассини попытаться вычислить расстояние от Земли до Солнца. Однако проводить прямые измерения Солнца было сложно и опасно (можно было ослепнуть). К счастью, уравнения Кеплера позволили Кассини вычислить расстояние от Земли до Солнца, если бы он мог измерить расстояние от Земли до любой планеты.
Марс находился близко к Земле и был хорошо известен «Кассини». Поэтому он решил использовать свои усовершенствованные телескопы для измерения расстояния до Марса. Конечно, он не мог измерить это расстояние. Но если бы он измерил угол до точки на Марсе одновременно из двух разных точек на Земле, то он мог бы использовать эти углы и геометрию треугольников для вычисления расстояния до Марса.
Чтобы расчёт был выполнен, ему требовалось, чтобы расстояние между двумя точками на Земле было большим и точно известным. Он отправил французского астронома Жана Рише в Кайенну во Французской Гвиане, к северному побережью Южной Америки. «Кассини» остался в Париже.
В одну и ту же августовскую ночь 1672 года, в один и тот же момент, оба исследователя измерили угол до Марса и точно разместили его на фоне далёких звёзд. Когда Рише вернулся в Париж со своими измерениями, Кассини смог вычислить расстояние до Марса. Затем, используя уравнения Кеплера, он обнаружил, что расстояние до Солнца должно составлять 87 миллионов миль (149,6 миллионов км). Современная наука установила, что расчёт Кассини был всего на 7 процентов меньше истинного расстояния (чуть более 93 миллионов миль).
«Кассини» рассчитал расстояния до других планет и обнаружил, что Сатурн находится на ошеломляющем расстоянии в 1 600 000 000 (1,6 миллиарда) миль! Открытия «Кассини» в области расстояний означали, что Вселенная в миллионы раз больше, чем кто-либо мог себе представить.
Интересный факт: диаметр Солнца составляет 1,4 миллиона километров (875 000 миль). Это примерно в 109 раз больше диаметра Земли.
Расстояние от Земли до Солнца в среднем составляет около
93 миллиона миль (150 миллионов километров), единица измерения, известная как одна астрономическая единица (а.е.). Поскольку орбита Земли эллиптическая, это расстояние меняется: ближайшее (перигелий) — около января, а самое дальнее (афелий) — около июля, при этом расстояние меняется примерно на 5 миллионов километров (3 миллиона миль). Свет от Солнца достигает Земли примерно за 8 минут 20 секунд.
Ключевые детали:
- Среднее расстояние: ~93 миллиона миль / 150 миллионов км / 1 а.е.
- Ближайшая точка (перигелий): ~91,4 миллиона миль (147,1 миллиона км).
- Самая дальняя точка (афелий): ~94,5 миллиона миль (152,1 миллиона км).
- Время прохождения света: около 8 минут 20 секунд.
- Единица: Одна астрономическая единица (АЕ) определяется как среднее расстояние.
Больше для изучения
Браш, Стивен. История современной астрономии. Нью-Йорк. Garland, 1997. Кор, Томас. Расстояние от Солнца до Земли. Нью-Йорк. Dover, 2002.
Хинкс, Артур. Новые измерения расстояния до Солнца. Лондон. Тейлор и
Фрэнсис, 1995.
Селлерс, Дэвид. Прохождение Венеры: поиски истинного расстояния до Солнца.
Нью-Йорк. Magavelda Press, 2001.
