Forside / Afstand mellem jorden og solen
Vores solsystem er hjemsted for en bred vifte af himmellegemer, der omfatter planeter, asteroider, kometer og meget mere. Afstandene inden for dette system varierer enormt.
Merkur, den inderste planet, nærmer sig Solen til omkring 47 millioner kilometer (29 millioner miles) under sin elliptiske færden. I den modsatte ende af skalaen forestiller man sig, at objekter i Oort-skyen, solsystemets yderste og iskoldeste region, befinder sig op til 15 billioner kilometer (9,3 billioner miles) borte. Disse enorme afstande illustreres også af Kuiperbæltet og den endnu fjernere Oort-sky, som huser et utal af islegemer.
Dette rejser det fundamentale spørgsmål: Hvad er den præcise afstand mellem Jorden og Solen?
Den gennemsnitlige afstand fra Jorden til Solen defineres som en Astronomisk Enhed (AE), en måleenhed der anvendes bredt til at kvantificere afstande på tværs af hele solsystemet. Eksempelvis er Jupiter placeret cirka 5,2 AE fra Solen, mens Neptun, den fjerneste af de anerkendte planeter, befinder sig omkring 30 AE fra vores stjerne.
Til sammenligning er afstanden til den nærmeste stjerne uden for vores solsystem, Proxima Centauri, cirka 4,25 lysår.
Jordens bane omkring Solen er imidlertid ikke en perfekt cirkel, men snarere en ellipse - en let aflang oval. Dette betyder, at Jordens afstand til Solen varierer i løbet af et år; den nærmer sig Solen på visse tidspunkter og fjerner sig på andre.
Menneskeheden har gennem historien søgt at forstå og kvantificere disse kosmiske afstande. Her er nogle af de mest bemærkelsesværdige tidlige forsøg:
Den antikke græske astronom Aristarchos fra Samos forsøgte allerede i det 3. århundrede f.Kr. at beregne disse afstande. Hans metode baserede sig på observationen, at under en halvmånefase danner Jorden, Månen og Solen en retvinklet trekant. Ved at måle vinklen mellem Solen og Månen fra Jorden sluttede han, at Solen var 19 gange længere væk fra Jorden end Månen, og følgelig også 19 gange større.
I virkeligheden er Solen dog omkring 400 gange større end Månen. På trods af unøjagtigheden bidrog Aristarchos' arbejde med en fundamental forståelse af disse tre himmellegemers relative størrelser og afstande. Hans konklusioner, selvom ikke fuldt ud anerkendte dengang, pegede mod en heliocentrisk model, hvor Jorden kredser om Solen.
Mange århundreder senere, i det 17. århundrede, forsøgte den hollandske videnskabsmand Christiaan Huygens sig med en mere avanceret metode. Han udnyttede Venus' faser til at fastslå vinklerne i en trekant dannet af Solen, Jorden og Venus. For eksempel, når Venus fremstår halvt oplyst af Solen, danner de tre himmellegemer en ret vinkel set fra Jordens standpunkt.
Ved et heldigt tilfælde gættede Huygens Venus' størrelse korrekt. Dette muliggjorde, at han kunne beregne afstanden fra Venus til Jorden. Med denne afstand og de kendte vinkler i trekanten lykkedes det ham derefter at estimere afstanden til Solen.
Omkring samme tidspunkt, i 1672, udførte Giovanni Domenico Cassini og Jean Richer en banebrydende parallaksemåling af Mars. De observerede Mars' position i forhold til fjerne baggrundsstjerner fra to forskellige steder på Jorden: Paris og Fransk Guyana. Ved at triangulere disse målinger, baseret på den præcist kendte afstand mellem de to observationspunkter, kunne de beregne Mars' afstand til Jorden og derfra afstanden til Solen med en hidtil uset nøjagtighed.
Cassinis og Richers mere videnskabeligt funderede metoder har sidenhen sikret dem stor anerkendelse for deres præstationer.
| Astronom/Team | Periode | Primær Metode | Nøgleindsigt/Resultat | Bemærkninger |
|---|---|---|---|---|
| Aristarchos af Samos | 3. årh. f.Kr. | Månefaser (geometri) | Solen 19x længere væk/større end Månen | Tidlig heliocentrisk tankegang; unøjagtig, men banebrydende |
| Christiaan Huygens | 17. årh. | Venus' faser (geometri) | Estimerede Sol-Jord afstand | Baseret på gæt af Venus' størrelse; mere præcis end Aristarchos |
| Cassini & Richer | 1672 | Mars-parallakse (triangulation) | Meget præcis Sol-Jord afstand | Første moderne, videnskabelige måling med højere præcision |
Den traditionelle definition af en Astronomisk Enhed var baseret på Jordens gennemsnitlige baneafstand. Denne definition havde dog en ulempe: hvis en observatør på Jupiter skulle beregne afstanden mellem Jorden og Solen ud fra denne gamle definition, ville resultatet afvige med cirka 3 meter (10 fod) sammenlignet med en måling udført fra Jorden.
For at eliminere denne uoverensstemmelse blev den Astronomiske Enhed i 2012 omdefineret. Den nye definition er nu en præcis og fast værdi, der er baseret på lysets hastighed i vakuum. Denne ændring betyder, at en AE nu er uafhængig af Solens masse og eventuelle ændringer i Jordens bane, hvilket sikrer en universelt konsistent måleenhed.