Güneş ne kadar uzaklıktadır? Görünüşe göre daha basit bir soru sormak zor. Yine de bu soruşturma astronomları iki bin yıldan fazla sürdü.
Kuşkusuz bu, belki de yalnızca Dünya'nın büyüklüğünü ve kütlesini araştırmakla tarihin gölgesinde kalmış neredeyse rakipsiz bir önem meselesidir. Bugün olarak bilinen Astronomik birimi, mesafe güneş sistemi içinde referans olarak ve Evrendeki tüm mesafeleri ölçmek için temel teşkil eder.
Antik Yunanistan'daki düşünürler, evrenin kapsamlı bir modelini deneyen ve inşa eden ilk kişilerden biriydi. Çıplak göz gözlemlerinden başka bir şey olmadan, birkaç şey çözülebilir. Ay gökyüzünde büyük görünüyordu, bu yüzden muhtemelen oldukça yakındı. Güneş tutulması, Ay ve Güneş'in neredeyse aynı açısal boyutta olduğunu ortaya koydu, ancak Güneş o kadar parlaktı ki, belki de daha büyük ama daha uzaktı (Güneş ve Ay'ın görünen boyutuyla ilgili bu tesadüf neredeyse tarif edilemez bir öneme sahiptir. ilerleyen astronomi). Gezegenlerin geri kalanı yıldızlardan daha büyük görünmedi, ancak daha hızlı hareket ediyor gibiydi; muhtemelen orta mesafedeydi. Ancak, bu belirsiz açıklamalardan daha iyisini yapabilir miyiz? Geometrinin icadı ile cevap yankılanan bir evet oldu.
Herhangi bir doğrulukla ölçülecek ilk mesafe Ay'ın mesafesiydi. MÖ 2. yüzyılın ortalarında, Yunan gökbilimci Hipparchus, şöyle bilinen bir yöntemin kullanılmasına öncülük etti. paralaks. Paralaks fikri basittir: nesneler iki farklı açıdan gözlendiğinde, daha yakın nesneler daha uzak olanlardan daha fazla değişiyor gibi görünür. Bir parmağınızı kol uzunluğunda tutarak ve bir gözü ve ardından diğerini kapatarak bunu kendiniz kolayca gösterebilirsiniz. Parmağınızın arka plandaki şeylerden nasıl daha fazla hareket ettiğini fark ettiniz mi? Bu paralaks! Ayı iki şehirden bilinen uzak bir mesafeyi gözlemleyerek Hipparchus, bugünün modern değerinin% 7'sine kadar olan mesafesini hesaplamak için küçük bir geometri kullandı - fena değil!
Ay'a olan uzaklık bilindiği için, başka bir Yunan gökbilimci olan Aristarchus'un Dünya'nın Güneş'ten uzaklığını belirleme konusundaki ilk bıçağı alması için sahne kuruldu. Aristarchus, Ay tam olarak yarı aydınlandığında, Dünya ve Güneş ile doğru bir üçgen oluşturduğunu fark etti. Şimdi Dünya ve Ay arasındaki mesafeyi bilmek, tek ihtiyacı olan şu anda Güneş'in mesafesini hesaplamak için Ay ve Güneş arasındaki açı idi. Yetersiz gözlemlerle zayıflatılmış mükemmel bir akıl yürütme idi. Gözleri devam edecek başka bir şey olmadan, Aristarchus bu açıyı 89.83 derecenin gerçek değerinden çok uzak olmayan 87 derece olarak tahmin etti. Ancak kat edilen mesafeler çok büyük olduğunda, küçük hatalar hızla büyütülebilir. Elde ettiği sonuç binden fazla bir faktörle sonuçlandı.
Sonraki iki bin yıl boyunca, Aristarchus'un yöntemine uygulanan daha iyi gözlemler bizi gerçek değerin 3 veya 4 katına getirecektir. Peki bunu nasıl daha da geliştirebiliriz? Mesafeyi doğrudan ölçmek için hala tek bir yöntem vardı ve bu paralakstı. Ancak, Güneş'in paralaksını bulmak Ay'ınkinden çok daha zordu. Sonuçta, Güneş esasen özelliksizdir ve inanılmaz parlaklığı, arkada gizlenen yıldızlarla ilgili her türlü görüşümüzü yok eder. Ne yapabiliriz?
Ancak onsekizinci yüzyılda dünya hakkındaki anlayışımız önemli ölçüde ilerlemiştir. Fizik alanı şimdi emekleme dönemindeydi ve kritik bir ipucu sağladı. Johannes Kepler ve Isaac Newton gezegenler arasındaki mesafelerin birbiriyle ilişkili olduğunu göstermişlerdi; birini bul ve hepsini biliyorsun. Ama bulmak Dünya'dan daha kolay olur mu? Cevabın evet olduğu ortaya çıktı. Ara sıra. Eğer şanslıysanız.
Anahtar Venüs'ün geçişidir. Bir transit sırasında, gezegen Dünya'dan görüldüğü gibi Güneş'in önünden geçer. Farklı konumlardan, Venüs'ün Güneş'in daha büyük veya daha küçük kısımlarını geçtiği görülecektir. Bu geçişlerin ne kadar sürdüğünü zamanlayarak, James Gregory ve Edmond Halley Venüs'e (ve dolayısıyla Güneş'e) mesafenin belirlenebileceğini fark ettiler (Bunun nasıl yapıldığına dair cesur cesaretle ilgileniyor musunuz? NASA'nın burada oldukça güzel bir açıklaması var.) . Şimdi genellikle şöyle bir şey söylediğim zaman: Çok basit görünüyor, değil mi? Sadece bir tane yakalama var… Ama belki de bu hiç bu kadar doğru olmamıştı. Olasılıklar, başarıya karşı o kadar yığılmıştı ki, bu ölçümün öneminin, herkesin bile denediğinin bir kanıtı.
İlk olarak, Venüs'ün geçişleri son derece nadirdir. Hayatta bir kez nadir gibi (çiftler halinde gelmelerine rağmen). Halley bu yöntemin işe yarayacağını fark ettiğinde, onu tamamlama şansına sahip olamayacak kadar yaşlı olduğunu biliyordu. Dolayısıyla, gelecek nesillerin görevi üstlenmesini umarak, gözlemlerin nasıl yapılması gerektiğine dair özel talimatlar yazdı. Nihai sonucun istenen doğruluğa sahip olması için, geçiş zamanlamasının ikinciye kadar ölçülmesi gerekiyordu. Uzakta büyük bir ayrılığa sahip olmak için, gözlem alanlarının Dünya'nın en uzak yerlerine yerleştirilmesi gerekecektir. Ayrıca, bulutlu havanın başarı şansını bozmadığından emin olmak için dünyanın dört bir yanındaki gözlemcilere ihtiyaç duyulacaktı. Kıtalararası seyahatin yıllar alabileceği bir çağda büyük bir girişimden bahsedin.
Bu zorluklara rağmen, Fransa ve İngiltere'deki gökbilimciler 1761 geçişi sırasında gerekli verileri toplayacaklarına karar verdiler. Ancak o zamana kadar, durum daha da kötüydü: İngiltere ve Fransa Yedi Yıl Savaşı'na karıştı. Deniz yoluyla seyahat neredeyse imkansızdı. Yine de çaba devam etti. Her ne kadar tüm gözlemciler başarılı olmasa da (bulutlar bazılarını engelledi, savaş gemileri diğerleri), sekiz yıl sonra başka bir transit sırasında toplanan verilerle birleştirildiğinde, taahhüt başarılı oldu. Fransız gökbilimci Jerome Lalande tüm verileri topladı ve Güneş'e ilk doğru mesafeyi hesapladı: 153 milyon kilometre, gerçek değerin yüzde üçüne kadar!
Kısa bir kenara: burada bahsettiğimiz sayıya Dünya’nın yarı büyük eksenyani Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafe. Dünya'nın yörüngesi tam olarak yuvarlak olmadığından, bir yıl boyunca aslında yaklaşık% 3 oranında daha da yaklaşıyoruz. Ayrıca, modern bilimdeki birçok sayı gibi, astronomik birimin resmi tanımı biraz değişti. 2012 itibariyle, 1 AU = 149,597,870,700 metre, Dünya'nın yarı ana ekseninin gelecekte biraz farklı olup olmadığına bakılmaksızın.
Venüs'ün geçişi sırasında yapılan çığır açan gözlemlerden bu yana, Dünya-Güneş mesafesi hakkındaki bilgimizi muazzam bir şekilde rafine ettik. Ayrıca, Evrenin enginliğini anlamak için kullandık. Dünyanın yörüngesinin ne kadar büyük olduğunu öğrendikten sonra, altı ay aralıklarla gözlemler yaparak (Dünya Güneş'in diğer tarafına gittiğinde, 2 AU mesafe) diğer yıldızlara olan mesafeyi ölçmek için paralaks kullanabiliriz. . Bu, durmadan uzanan ve sonunda evrenimizin milyarlarca yaşında olduğunu keşfetmeye yol açacak bir kozmosu ortaya çıkardı. Basit bir soru sormak kötü değil!
