太陽到地球的精確距離:149597870700米

太陽到地球距離精確測定:149597870700米http://www.sina.com.cn/2012年09月19日09:50新浪科技

1495,9787,0700米——這就是你和太陽之間的平均距離

  新浪科技訊 北京時間9月19日消息,據《自然》雜誌網站報道,最近,天文學家們取得了一項看似不那麼引人注目的成就:他們重新精確測定了太陽系中最重要的距離參數之一,即一個天文單位(AU)的精確數值。所謂天文單位也就是太陽到地球之間的平均距離,這一距離值現在已經從稍顯混沌變成了一個精確的數字呈現在我們面前。這一新的標準測量值已經於今年8月份在中國北京舉行的國際天文學大會(IAU)上以無記名投票的方式獲得採納。也就是說,從此,一個天文單位的定義值被確定為:1495,9787,0700米——不多也不少。

  當然這一數值的精確測定對於生活在地球上的生靈們不會產生任何影響,地球還是會圍繞著太陽運行,在北半球,秋季即將來臨。但是對於天文學家而言,這一數值的規定意味著更加精確的測量,也便於更加清晰地向學生們闡明「天文單位」(AU)的概念。

  日地距離是天文學中被運用歷史最悠久的距離值之一。歷史上對於這一距離的首次精確測定是在1672年,由當時著名的荷蘭天文學家格羅范尼·卡西尼(Giovanni Cassini)完成。當時他正在法國巴黎從事火星觀測,而他的同事儒安·里奇(Jean Richer)則從南美洲的法屬蓋亞那對這顆行星進行觀測。綜合兩地觀測到的火星表現出的視差,這位天文學家計算出了地球到火星的距離,並使用這一數值計算出了地球到太陽的距離。當時他們得出的測量值是1.4億公里——和現代測量值相當接近。

  直到20世紀下半葉,這種視差測量仍然還只是測量太陽系中天體之間距離的唯一可靠手段,因此當時「天文單位」(AU)的概念還被視作是一個由視角測量換算得到距離值的基本常數。直到最近,天文常數仍然被表述為:「一顆質量無限小的顆粒,以徑度量每天 0.01720209895的角頻率(公轉周期365.2568983日,即一高斯年)環繞著太陽公轉,且不受擾動影響的牛頓圓軌道半徑」。

  這一定義讓德國傑出數學家卡爾·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)的信奉者們歡欣鼓舞,因為以他名字命名的高斯常數居於整個定義的核心。然而這樣的定義對於天文學家仍然會造成困擾。就舉一個例子,正如德國德累斯頓工業大學天文學教授賽吉爾·克里諾爾(Sergei Klioner)所說,這樣的定義讓天文學初學者們非常困惑不解。但其最重要的一點缺陷在於:這一概念的這一定義方式與愛因斯坦的廣義相對論是相矛盾的。

  正如它的名字所暗示的那樣,廣義相對論下的時空是相對的,它取決於觀察者的位置。那麼根據原先的定義,一個天文單位(AU)也將隨著觀測者的位置不同而發生變化。根據克里諾爾的計算,從地球的參考系和木星的參考系來進行對比,這一數值要相差1000米甚至更多。這種差異不會對探測器的飛行造成影響,因為它們是直接進行距離測量的,然而這對於那些致力於構建太陽系模型的行星科學家們卻造成了不小的困擾。

  太陽的存在給出了另外一個問題。高斯常數是基於太陽質量得出的,因此天文單位的定義是和太陽質量嚴格相關聯的。然而隨著時間推移,太陽正不斷損失質量,這一因素也將造成天文單位數值的緩慢變化。

  而此次給出的新定義模式則給出了針對這些問題的解決方案。一個確定的數量值將不受太陽質量變化的影響,而「米」的單位則是由光在真空中1 / 2,9979,2458分之一秒內通過的距離定義的。由於光速在所有參考系中都是相同的,這樣一來天文單位的定義值便不再會隨著觀察者在太陽系中位置的不同而發生改變。

  事實上,對於「天文單位」重新定義的工作在過去的數十年間早就可以進行——現代天文學可以藉助空間探測器,雷達和激光進行直接的距離測量。但是,正如法國巴黎天文台的天文學家尼古拉·卡皮塔尼(Nicole Capitaine)所說的那樣:「一部分人認為做出這樣的改變有些危險。」有些人擔心這樣的改變會破壞他們的計算機程序,還有人則頑固地堅持舊的定義法則。然而在經過卡皮塔尼,克里諾爾和其它天文學家們年復一年的遊說工作之後,這一修改後的定義法則終於被通過並採納。

  卡皮塔尼和克里諾爾表示這一簡化後的天文單位定義已經開始堆他們的生活產生積極的影響。卡皮塔尼說:「遊說的過程是費時的,之後我將把更多的時間投入到自己的研究工作中去。」而克里諾爾也表示:「我很高興我再也不用費勁地向我的學生們解釋天文單位的定義問題。現在新的定義法則對於所有人來說真的都簡單多了。」科學家發現宇宙最大結構:星系群延伸40億光年http://www.sina.com.cn 2013年01月15日 09:11 新浪環球地理

藝術示意圖:劇烈活動的類星體,這是一類發出強大能量的早期活動星系類型。

  新浪環球地理訊 北京時間1月15日消息,據美國國家地理網站報道,天文學家近期發現了宇宙中最大的結構,其巨大程度甚至讓現代宇宙學理論認為其不可能存在。

  根據來自斯隆數字巡天項目的數據,一個國際天文學家小組發現一個創紀錄的類星體集群結構,其延伸超過40億光年。所謂類星體即一類年輕的活動星系。該項研究的第一作者,英國中央蘭開夏大學天文學家羅傑·克洛斯(Roger Clowes)表示:「這項發現很大程度上是一個驚喜,因為它著實突破了我們所知曉的宇宙中最大結構的尺度。」相比之下,我們所在的銀河系直徑不過僅有數十萬光年,而銀河系所處的上一級結構,即室女星系團,其延伸也僅有數億光年而已。

  挑戰現有理論

  克洛斯表示,天文學家們多年前便已經知道類星體可以形成巨大的集群,延伸超過7億光年。然而此次所發現的,由73個類星體組成的超級集群延伸超過90億光年,這一規模讓人吃驚。

  天文學家們之所以感到驚愕不已,是因為現有的天體物理學模型似乎限定了宇宙中所存在結構的規模上限是其尺度不應超過12億光年左右。克洛斯表示:「因此這一發現對我們現有的知識構成挑戰,因此我們此次並不是解決了一個問題,而是新發現了一個問題。」

  這一巨大的結構被簡單地稱作「大型類星體團」(LQG),其發現同時還顛覆了另外一項基本宇宙學原理,那就是當在大尺度上進行觀察時,宇宙應當是總體均勻的。克洛斯表示:「這可能意味著我們對於宇宙的數學描述過於簡單了,更好的模型或許應當是遠比這更加困難和複雜的。」

  揭示早期星系演化奧秘

  本次發現的意義還不僅在於其巨大的規模打破了原有紀錄,其本身還將可能有助於開展對類似銀河系的星系在演化方面的研究工作。類星體是一類在宇宙尚年輕之時存在的,發出強烈能量的活動星系,它們是宇宙中最明亮,最強大的天體之一。它們代表了一種存在於星系演化早期,然而卻十分短暫的階段。

  一種理論認為類星體的這種規模巨大的結合形式可能是現代宇宙中超星系群的前身,然而這兩者之間的真正本質聯繫目前仍不得而知。吉拉德·威靈格(Gerard Williger)是路易斯維爾大學的一位天文學家,他認為這項研究,作為計算機模擬的主要目標之一,也應當更多地通過望遠鏡的實際觀測進行驗證。他說:「這種結構之大超出了我們根據宇宙大爆炸之後的衝擊波理論得到的預期。很有可能有某種機制在大尺度上操控著類星體的行為,這可能對早期的宇宙環境產生影響。」地月之間可塞進所有行星:木星將吞噬一切2014年11月01日02:03 新浪科技

  這張發布在Reddit上的照片顯示,太陽系內所有的大行星都足以被塞入地球與月球之間的空擋內,甚至還會有剩餘的空間放下一顆冥王星這樣的矮行星。這張照片可以讓人更加準確的認識地球與月球之間的真實距離——約38.4萬公里。

  去年,天文藝術家榮·米勒(Ron Miller)創作了一系列吸引眼球的作品,即如果把月球換成太陽系的其他大行星,將會是何種情景?比如這裡展示的便是如果用木星來替換月球時將會看到的景象。

  這張令人驚嘆的圖像是由美國宇航局的朱諾號飛船在前往木星的途中拍攝的地月系統,拍攝時間是2011年8月份。圖像中較大的白色亮點是地球,較小的則是月球,兩者之間此時的間隔約為40.2萬公里,拍攝時朱諾飛船距離地球約970萬公里。

  這張藝術示意圖展示的是圍繞其他恆星的「熱木星」的可能模樣。這些巨大的行星體已經被發現了很多,它們的大小超過木星,但軌道距離卻比水星更加靠近恆星,這讓它們溫度很高,是科學家們非常感興趣的研究對象。

  新浪科技訊 北京時間11月1日消息,據英國《每日郵報》報道,如果把太陽系的大行星排列在地球和月球之間,可以放得下幾個?如果你的答案不是「全部」的話,那麼你大概就回答錯了。

  這裡有一張有趣的合成圖像,顯示所有太陽系內的大行星都可以被排成一線,放到地球和月球之間,甚至還有空餘。當然這樣的事情是絕對不可能在實際情況下發生的,這樣做只不過會讓人感覺非常有趣,原來地球與月球之間的距離有這麼遠。

  這張圖片是由Reddit 網站上一名用戶名為CapnTrip的網友製作並上傳的。在這張圖像中,你可以看到水星,金星,火星,木星,土星,天王星,以及海王星被均勻放到了地球和月球之間的空擋里。這樣做的結果是完美的填充,甚至還有大約4990英里(約合8030公里)的剩餘空隙。這裡採用的地月距離數據大約是38.4萬公里。在現實中,地球與月球之間的距離在363104公里到405696公里之間變動,如果取最低值,那麼空間將會容不下海王星。

  不過「今日宇宙」網站的弗萊舍·凱恩(Fraser Cain)計算後認為這一結果可能有些誤差,當使用地月平均距離作圖時,剩下的空間距離應當大約是2729英里(約合4392公里)。

  如果情況是這樣,那麼這一距離足以塞下冥王星或是太陽系的任何一顆矮行星,除了鬩神星,後者的直徑太大了。

  不過,假如真的發生如這張圖中所示的這種情況——所有行星都排成一排出現在地球與月球之間,會發生什麼?

  在接受採訪時,英國肯特大學物理科學學院教授邁克·史密斯(Michael Smith)表示:「這樣完美的連線很快就會帶來危險。」他說:「首先那些岩石行星,包括水星,金星,地球和火星將會很快被木星吞噬。然後是氣態巨行星,包括土星,天王星和海王星將會墜向木星,造成可怕的相撞事件,大量外層物質將會被濺射出去。當土星也被最後吞噬時,一個巨大的行星內核將會形成,並據此形成一個巨大的新行星,但它的大約1/4的原有質量將會在撞擊事件中損失掉。這一撞擊事件中釋放的巨大能量將會照亮星系,所有這些都將在一周之內發生。在那之後我們便會被遺忘,除了我們曾經做出的與其他星際文明進行交流的嘗試,不管這樣的文明是否存在,也或許其他文明世界根本不在乎我們在做什麼。」

  英國萊斯特大學物理與天文學院的約翰·布里吉斯(John Bridges)教授告訴記者稱,儘管這樣的觀點聽上去有些可笑,但這並非「100%的瘋狂想法」。他表示,在一些系外行星系中,有些行星可能會運行到非常接近恆星的位置上,儘管情況可能不會像史密斯博士設想的那樣極端,但這些行星可能會相互合併,並最終形成被稱作「熱木星」的巨型行星。

  他說:「因此,儘管這樣的情況在太陽系中從未發生,但在其他地方則未必如此。在系外行星形成過程中必定發生或行星體之間的碰撞事件,而在早期太陽系情況也是一樣。不過,即便類似的情況發生,也不可能像這張圖裡展示的那樣極端。」地球與其他星球體積對比:土星環可放6個地球

與太陽相比,地球的大小几乎可以忽略不計。「在太陽面前,地球大小微不足道。太陽的星盤可以並排放入109個地球,整個太陽可裝下130萬個地球。太陽在一秒鐘內釋放的能量超過整個人類歷史產生的能量。雖然每秒向太陽噴射40億公噸物質,太陽仍可繼續存在50億年。」

在這幅圖像中,布拉迪展示了一顆中子星相對於英格蘭西北部——利物浦與沃靈頓——的大小。中子星雖然體積較小,但質量卻可達到太陽的1.5倍。這種天體密度極大,一茶勺中子星物質的重量便超過10億公噸。

在這幅圖像中,布拉迪將北美洲與火星上的奧林匹斯山進行比較。這座火山幾乎完全覆蓋美國亞利桑那州。奧林匹斯山座落於火星塔爾西斯山群,是太陽系內最大的火山。它的高度是珠穆朗瑪峰的3倍多,寬度超過374英里(約合624公里)。

在這幅圖像中,木衛一「艾奧」幾乎完全覆蓋整個北美。布拉迪說:「木衛一好似一張乳酪披薩餅,嵌在舊金山和底特律之間。」「艾奧」是4顆木星伽利略衛星中的最靠內側的一顆,因此在很大程度上受到木星的引力托拽。它是太陽系內火山活動最為劇烈的天體,擁有數百座活火山。

火星的直徑是地球的一半左右。在布拉迪繪製的圖像中,火星輕輕鬆鬆覆蓋整個北美同時還餘下很大空間。

在與木星的對比中,北美洲變成了一個「侏儒」,整個北美大陸就像是這顆巨型氣態行星上的一個小斑點。木星的直徑是地球的11倍,閃電的能量則是地球的1000倍。

在這幅圖像中,布拉迪將地球與土星進行對比。土星環的寬度達到17.5萬英里(約合28.2萬公里),可以放入6個地球。

如果用地球替換土星的位置,那麼它與土星光環最內側的距離將達到4.16萬英里(約合6.69萬公里),而光環本身還要遠遠向外延伸。站在太陽上你有多重?算算遙遠恆星重力強度 2016年01月07日 08:28 新浪科技

研究人員們相信他們找到了一種可靠的方法,能夠通過對恆星亮度的測量,以不超過4%的誤差水平來確定其地表重力強度。

  藉助一項新技術,研究人員們相信他們找到了一種可靠的方法,能夠通過對恆星亮度的測量,以不超過4%的誤差水平來確定其地表重力強度

  該方法被稱作「自相關函數時間尺度法」,或者直接簡稱為「時間尺度法」。其使用由巡天觀測衛星,如加拿大的「MOST」或美國宇航局的「Kepler」衛星等記錄的恆星亮度精密測量數據,並觀察其中存在的細微變化

  在去年6月份,科學家們給出了銀河系迄今最精確的質量數據,這項數據將有助於天文學家們更精確釐定銀河系的真實寬度。研究人員觀察了銀河系邊緣位置大量包含數以千計恆星的星團,據此估算得到的銀河系質量數約相當於太陽質量的2100億倍

  新浪科技訊北京時間1月7日消息,據英國《每日郵報》報道,太陽表面溫度高達5500攝氏度以上,而且是一個巨大的氣體星球,這使得任何想要登上太陽的想法顯得荒誕不羈。不過這並不妨礙科學家們嘗試開展這樣的估算:如果一個人能夠站在太陽表面,他的體重會變成多少?

  藉助一項新技術,研究人員們相信他們找到了一種可靠的方法,能夠通過對恆星亮度的測量,以不超過4%的誤差水平來確定其地表重力強度。

  藉助這種方法,研究人員已經確認,如果一個人站在太陽表面,那麼他的體重將會是在地球上的20倍,而如果他站在一顆典型的紅巨星表面,那麼他的體重反而將僅有站在地球上體重的1/50。

  這項技術是由奧地利維也納大學的托馬斯·卡林格(ThomasKallinger)領導的一個研究小組以及加拿大不列顛哥倫比亞大學的傑米·馬修斯(JaymieMatthews)合作發展出來的。該方法被稱作「自相關函數時間尺度法」(autocorrelationfunctiontimescaletechnique),或者直接簡稱為「時間尺度法」。其使用由巡天觀測衛星,如加拿大的「MOST」或美國宇航局的「Kepler」衛星等記錄的恆星亮度精密測量數據,並觀察其中存在的細微變化。

  了解一顆恆星的重力場強度之後,科學家們就可以推算出如果一個人站在這顆恆星表面,他的體重將會如何變化。

  如果恆星和行星一樣具有固體表面,那麼人站在不同的恆星表面,他將能夠測得的體重數值也將是不同的。比如在太陽表面上,平均而言一個人站在上面,他的體重將會比站在地球上重20倍左右。而紅巨星表面的重力場要弱得多,站在一顆紅巨星表面,人的體重將會減輕大約50倍。

  而這項新技術實現的突破就在於,它能夠幫助科學家們測定那些距離極其遙遠,因此利用現有技術很難進行測定的恆星的重力場強度。

  由於恆星地表重力場強度取決於兩個變數:恆星的質量和它的半徑——就像我們在地球上測得的體重其實主要由地球的質量和半徑所決定一樣——而這項技術所能做的,正是幫助科學家們能夠更好地對遙遠恆星的質量和半徑數值進行估算。

  尤 為關鍵的是,該技術的出現將對開展系外行星(即那些圍繞其他恆星運行的行星)研究的天文學家們有所幫助。這些行星圍繞運行的恆星距離太過遙遠,以至於關於 這些恆星的很多最基本屬性都難以精確測量。相關論文作者之一馬修斯教授表示:「如果你對這顆恆星不了解恆星的特性,那你就很難了解圍繞它運行的行星的特 性。要知道系外行星的直徑數據就是根據它和它繞轉的恆星兩者直徑的相對比例關係求出來的。」

  他 說:「如果你以為發現了圍繞一顆和太陽相似的恆星運行的系外行星,但實際上這顆恆星是一顆紅巨星,那麼你很可能就會被誤導,誤以為自己發現了一顆可能具備 宜居條件的系外行星目標。而我們的這項技術將告訴你這顆恆星究竟有多亮,究竟有多大。據此,你可以進一步判斷自己發現的系外行星的真實大小並估算其溫度范 圍是否適宜液態水海洋,甚至是生命的存在。」

  未來將要升空的觀測衛星將主要搜尋位於其他恆星周圍「宜居帶」內的系外行星,所謂宜居帶(GoldilocksZones)是指恆星周圍的一個合適距離範圍,在此範圍內溫度適宜,從而使得液態水可以在行星表面存在。因此,未來的這類觀測項目也就急需關於那些他們計劃作為觀測目標的恆星的精確信息,從而確保觀測能夠正確判斷系外行星目標的屬性。

  卡林格指出:「"時間尺度法』很簡單,但卻是一項強大的工具,能夠被應用於對巡天觀測數據的處理,幫助我們加深對恆星特性的了解並最終引領我們找到宇宙中其他和地球相似的家園。」有關這項技術的論文已經在學術期刊《科學進展》(ScienceAdvances)上刊載。

廣義相對論細節存疑:地球和太陽距離加大

雖然愛因斯坦的所有預言已經得到了實驗證明,但還有一些細節似乎與理論並不相符。[詳細]3月21日 09:50
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