Астрономическую единицу уточнили

Под астрономической единицей, как известно, понимается расстояние от Земли до Солнца. Однако до недавних пор она не являлась постоянной величиной, что приводило к разного рода проблемам и путанице. Лишь в прошедшем августе Международный астрономический союз установил фиксированную длину астрономической единицы — 149 597 870 700 метров.

Фото:

Считается, что впервые дистанцию от нашей планеты до Солнца измерили в 1672 году итальянский астроном Джованни Кассини и его французский коллега Жан Рише. Хотя, строго говоря, первым был Эратосфен, который, как утверждает Евсевий Кесарийский, определил данную величину в 804 миллиона стадий, или, если перевести на современный язык, от 148,7 до 152,8 миллиона километров.

Увы, если погрешность, допущенная ученым, жившим в III веке до нашей эры, составляла около 2 процентов, то Кассини и Рише, которые основывали свою оценку на измерении параллакса Марса из двух точек земной поверхности (Парижа и Французской Гвианы), получили число, равное 22 тысячам земным радиусам, или около 140 миллионов километров, то есть их результат оказался даже хуже эратосфеновского, полученного за 1 900 лет до того…

С тех пор результат многократно уточнялся, но всегда он представлял собой итог математической комбинации других универсальных констант. В начале 1960-х годов вроде бы, наконец, были получены относительно точные данные. Но тут встал вопрос самого определения — что именно следует считать астрономической единицей? Прежнее определение, введенное Международным астрономическим союзом, гласило, что она равна "радиусу невозмущенной круговой ньютоновской орбиты, на которой вращается тело бесконечно малой массы, двигающееся в среднем на 0,01720209895 радианов в день" (речь идет о постоянной Гаусса, она же обозначается как k).

Такой критерий хорош прежде всего тем, что позволяет не менять определение астрономической единицы вне зависимости от уточнений ее реального значения. Но тогда, во-первых, получается, что расстояние от Земли до Солнца составит более 1 астрономической единицы (около 1,00000003), что делает введение этого параметра вообще бессмысленным, а во-вторых, это противоречит общей теории относительности. Дело в том, что в зависимости от точки отсчета (скажем, если взять за нее Землю или орбиту Юпитера), значение астрономической единицы для наблюдателя может колебаться в пределах километра. Поэтому общепринятая цифра в 149 597 870 691 метр выглядела несколько условной.

В-третьих, саму гауссову постоянную определяют на основе формулы, где одной из величин является солнечная масса, которая за счет солнечного ветра, уносящего вещество нашей звезды в космическое пространство, уменьшается почти на 6 миллионов тонн в секунду. Это приведет к тому, что за миллион лет наше светило потеряет триллионы тонн массы. Это обстоятельство делает использование гауссовой постоянной для определения астрономической единицы неэффективным — по крайней мере, в долгосрочной перспективе.

Таким образом, корректировка понятия астрономической единицы — вещь неизбежная. В принципе "пересмотр" астрономической единицы можно было провести еще несколько десятилетий назад. Однако этому сильно противились эксперты консервативных взглядов. И только на недавней пекинской конференции Международного астрономического союза эпохальное событие, наконец, произошло.

Зафиксировав пресловутую единицу в метрах, астрономы разом нашли решение трех вышеперечисленных проблем. А самое главное, им удалось совместить новую величину с общей теорией относительности - ведь метр определяется как дистанция, пройденная светом в вакууме за 1/299 792 458 секунд, а скорость света является неизменной относительно любой точки отсчета.

Тем не менее, удачное решение одних проблем тут же породило другие. Так, известно, что в настоящее время наша Земля удаляется от Солнца на 0,15 метра в год. Таким образом, через миллиард лет ее орбита вырастет на 150 тысяч километров, и нынешнее определение астрономической единицы как дистанции в 149 597 870 700 метров опять станет неактуальным. Правда, неизвестно, останется ли к тому времени на планете кто-нибудь, кому придется решать эту задачу…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"