Как далеко находится Земля от Солнца?

Солнце находится в центре Солнечной системы. Все тела Солнечной системы вращаются вокруг него на различных расстояниях. Меркурий, ближайшая планета к Солнцу, подходит к звезде на расстояние 47 млн км. Объекты в Облаке Оорта, ледяной оболочке Солнечной системы, удалены от звезды на 15 трлн км.

Земля вращается вокруг Солнца на расстоянии в 100 тысяч раз ближе, чем облако Оорта. Среднее расстояние между нашей планетой и звездой — 149 597 870 700 метров. Это расстояние называется астрономической единицей, которая используется, чтобы измерять расстояния по всей Солнечной системе.

Юпитер, например, находится на расстоянии 5,2 астрономической единицы от Солнца, Нептун — 30,07 а.е. Расстояние до ближайшей к нам звезды, Проксимы Центавра, — около 268 770 а.е. Однако чтобы измерять более длинные расстояния, астрономы используют световые года, или расстояние, которое свет проходит за один земной год, равное 63 239 а.е. Проксима Центавры находится в 4,25 световых года от нас.

Астрономическая единица — среднее расстояния от Земли до Солнца. Земля делает полный оборот вокруг Солнца за 365,25 дня — один год. Однако орбита Земли — не идеальный круг; она имеет форму овала, или эллипса. В течение года Земля иногда приближается ближе к Солнцу, а иногда удаляется от него. Перигелий — точка максимального приближения Земли к Солнцу — наступает в начале января и находится на расстоянии 146 млн км от Солнца, чуть менее 1 а.е. Самая дальняя точка называется афелием. Он происходит в начале июля, когда Земля находится в 152 млн км от солнца, что немного больше 1 а.е.

Первым начал измерять расстояние до Солнца греческий астроном Аристарх примерно в 250 году до н.э. Он использовал фазы Луны, чтобы измерить размеры Земли и Луны и расстояния до них. Во время полумесяца три небесных тела формируют прямой угол. Измеряя угол между Солнцем и Луной с Земли, он решил, что Солнце находится в 19 раз дальше от планеты, чем Луна, и в 19 раз ее больше. На самом деле, Солнце в 400 раз больше Луны.

Хотя его измерения были неточны, Аристарх пришел к правильному выводу — Земля вращается вокруг Солнца.

В 1653 году астроном Христиан Гюйгенс подсчитал расстояние от Земли до Солнца. Он использовал фазы Венеры, чтобы вычислить углы треугольника Венера-Земля-Солнце. Но так как метод Гюйгенса был частично основан на догадках и не был полностью научным, его посчитали недостоверным.

В 1672 году Джованни Кассини использовал метод параллакса, или угловой разности, чтобы высчитать расстояние до Марса, и одновременно вычислил расстояние до Солнца.

С появлением космических аппаратов и радаров стали доступны более точные методы изменения расстояния между Землей и Солнцем. Первым определением астрономической единицы было «радиус невозмущенной круговой ньютоновской орбиты относительно Солнца частицы, имеющей бесконечно малую массу, движущуюся со средней скоростью 0,01720209895 радианов в день (известная как постоянная Гаусса)».

Но это определение было сложным для астрономов, так как расходилось с общей относительностью. Если его использовать, значение а.е. будет постоянно меняться в зависимости от расположения наблюдателя в Солнечной системе. Если бы наблюдатель на Юпитере использовав бы старое определение, чтобы подсчитать расстояние между Землей и Солнцем, измерения отличались бы от сделанных на Земле на 1000 метров.

Более того, постоянная Гаусса зависит от массы Солнца, и так как Солнце теряет массу, выделяя энергию, вместе с этим меняется значение астрономической единицы.

Международный астрономический союз проголосовал в августе 2012 году за изменение определения астрономической единицы на традиционное число:149 597 870 700 метров. Измерение основывается на скорости света, фиксированного расстояния, которое не имеет ничего общего с массой Солнца. Метр определяется как расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299792458 секунды.