太陽はどれくらい遠いですか？ より簡単な質問をすることはほとんどできないようです。それでもこの調査は、2000年以上にわたって天文学者を悩ませました。
確かに、これはほぼ比類のない重要性の問題であり、おそらく地球のサイズと質量の探索によってのみ歴史に影を落としました。として今日知られています 天文単位、距離は太陽系内での基準として機能し、宇宙のすべての距離を測定するためのベースラインとなります。
古代ギリシャの思想家たちは、宇宙の包括的なモデルを試して構築した最初の1人でした。肉眼での観察だけで、いくつかのことがうまくいく可能性があります。月は空に大きく浮かび上がったので、おそらくかなり接近していました。日食により、月と太陽はほぼ同じ角度サイズであることが判明しましたが、太陽は非常に明るいため、おそらくそれより大きく、遠くにあります（太陽と月の見かけのサイズに関するこの一致は、進化する天文学）。残りの惑星は星より大きくはないように見えましたが、より速く動いているように見えました。彼らはおそらく中間距離にありました。しかし、これらのあいまいな説明よりもうまくできるだろうか？幾何学の発明により、答えははっきりとイエスになりました。
どんな精度でも最初に測定された距離は月の距離でした。紀元前2世紀の半ば、ギリシャの天文学者であるヒッパルコスは、 視差。視差の考え方は単純です。2つの異なる角度からオブジェクトを観察すると、近くのオブジェクトは遠くのオブジェクトよりも大きくシフトするように見えます。腕の長さで指を持ち、片方の目を閉じ、もう片方の目を閉じることで、これを簡単に確認できます。指が背景の物よりもどのように動くかに注意してください。それが視差です！ヒッパルコスは、既知の距離離れた2つの都市から月を観測することにより、小さなジオメトリを使用して、その距離を今日の現代の値の7％以内まで計算しました。悪くはありません！
月までの距離がわかっているので、舞台は別のギリシャの天文学者、アリスタルコスのために設定され、太陽から地球までの距離を決定する最初の試みを行いました。アリスタルコスは、月がちょうど半分照らされたとき、それが地球と太陽と直角三角形を形成したことに気づきました。地球と月の間の距離を知った今、彼が必要としたのは、太陽自体の距離を計算するための現時点での月と太陽の間の角度だけでした。それは不十分な観察によって損なわれた見事な推論でした。目を離さずに進むだけで、アリスタルコスはこの角度を87度と推定しました。これは、真の値である89.83度からそれほど離れていません。しかし、関係する距離が非常に大きい場合、小さな誤差はすぐに拡大されます。彼の結果は千以上の要因でずれていた。
次の2000年にわたって、アリスタコスの方法に適用されたより良い観察により、真の値の3倍または4倍以内に到達するでしょう。では、これをさらに改善するにはどうすればよいでしょうか。距離を直接測定する方法はまだ1つしかなく、それは視差でした。しかし、太陽の視差を見つけることは、月のそれよりもはるかに困難でした。結局のところ、太陽は本質的に機能がなく、その信じられないほどの明るさは、背後に潜んでいる星について私たちが持っているかもしれないすべての見方を消し去ります。何ができるでしょうか？
しかし、18世紀までに、世界に対する私たちの理解は大幅に進歩しました。物理学の分野はまだ始まったばかりであり、重要な手がかりを提供しました。ヨハネスケプラーとアイザックニュートンは、惑星間の距離がすべて関連していることを示しました。 1つを見つければ、あなたはそれらすべてを知っているでしょう。しかし、地球よりも見つけやすいものはありますか？答えはイエスです。時々。運が良ければ。
鍵は金星の通過です。通過中、地球から見た惑星は太陽の前を横切ります。さまざまな場所から、金星は太陽のより大きなまたはより小さな部分を横切るように見えます。ジェームズグレゴリーとエドモンドハリーは、これらの交差点にかかる時間を計ることによって、金星（したがって太陽）までの距離を決定できることに気づきました（これがどのように行われるかについての核心に興味がありますか？NASAはかなり良い説明がここにあります。） 。さて、私が通常次のようなことを言うときです。 かなり簡単そうですね。キャッチは1つだけ… しかし、おそらくそれはこれまで以上に真実ではありませんでした。オッズは成功に対して積み重なっていたので、誰もがそれを試みさえしたことは、この測定の重要性の真の証です。
まず、金星の通過は非常にまれです。一生に一度のレアのようです（ただし、ペアで来ます）。この方法がうまくいくことにハリーが気づいたとき、彼は自分が年を取りすぎて自分で完成させることができないことを知っていました。それで、将来の世代が仕事を引き受けることを期待して、彼は観察がどのように行われなければならないかについての具体的な指示を書きました。最終結果が望ましい精度になるには、通過のタイミングを秒単位で測定する必要があります。距離を大きく離すには、観測地点を地球の遠方に配置する必要があります。また、曇天が成功の可能性を損なうことのないようにするには、世界中の場所にオブザーバーが必要になります。大陸横断旅行に何年もかかる可能性があった時代の大きな事業について話します。
これらの課題にもかかわらず、フランスとイギリスの天文学者たちは、1761年の通過中に必要なデータを収集することを決議しました。しかし、その時までに状況はさらに悪化し、イギリスとフランスは七年戦争に巻き込まれました。海での旅行はほとんど不可能でした。それにもかかわらず、努力は続いた。すべてのオブザーバーが成功したわけではありませんが（雲の一部はブロックされ、他の軍艦はブロックされました）、8年後の別のトランジット中に収集されたデータと組み合わせると、事業は成功しました。フランスの天文学者ジェロームラランドはすべてのデータを収集し、太陽までの最初の正確な距離を計算しました。1億5300万キロメートルで、真の値の3パーセント以内に収まります。
簡単に言うと、ここで話している数は、地球の 準長軸、つまり、地球と太陽の間の平均距離です。地球の軌道は完全に丸いわけではないため、1年を通して実際に約3％近づいたり遠ざかったりしています。また、現代科学の多くの数値と同様に、天文単位の正式な定義は少し変更されています。 2012年現在、1 AU = 149,597,870,700メートルは、地球の準主軸が将来わずかに異なるかどうかに関係なく正確にメートルです。
金星の通過中に行われた画期的な観測以来、私たちは地球と太陽の距離に関する知識を途方もなく洗練させてきました。また、宇宙の広大さを理解するためにも使用しました。地球の軌道の大きさがわかったら、視差を使用して6か月間隔で観測を行うことにより、他の星までの距離を測定できます（地球が太陽の反対側に移動したとき、距離は2 AUです）。 。これは、際限なく広がっていて、最終的に私たちの宇宙が数十億年前にあるという発見につながる宇宙を明らかにしました。簡単な質問をするのは悪くない！
