"Astronomisk enhet" eller jord-søn distanse, får en overhaling


Av Geoff Brumfiel of Nature magazine Uten fanfare har astronomene omdefinert en av de viktigste avstandene i solsystemet. Den astronomiske enheten (au) - den grove avstanden fra jorden til solen - har blitt forvandlet fra en forvirrende beregning til et enkelt nummer. Den nye standarden, vedtatt i august ved enstemmig avstemning ved Det internasjonale astronomiske unions møte i Beijing, Kina, er nå 149 597 870 700 meter - ikke mer, ikke mindre.

Av Geoff Brumfiel of Nature magazine

Uten fanfare har astronomene omdefinert en av de viktigste avstandene i solsystemet. Den astronomiske enheten (au) - den grove avstanden fra jorden til solen - har blitt forvandlet fra en forvirrende beregning til et enkelt nummer. Den nye standarden, vedtatt i august ved enstemmig avstemning ved Det internasjonale astronomiske unions møte i Beijing, Kina, er nå 149 597 870 700 meter - ikke mer, ikke mindre.

Effekten på våre planets innbyggere vil være begrenset. Jorden vil fortsette å snurre rundt Sola, og på den nordlige halvkule vil høsten snart komme fram. Men for astronomer betyr endringen mer presise målinger og færre hodepine fra å forklare au til sine studenter.

Avstanden mellom jorden og solen er en av de mest langvarige verdiene i astronomi. Den første nøyaktige måling ble laget i 1672 av den berømte astronomen Giovanni Cassini, som observerte Mars fra Paris, Frankrike, mens hans kollega Jean Richer observerte planeten fra fransk Guiana i Sør-Amerika. Ved å ta parallaxen eller vinkelforskjellen mellom de to observasjonene, beregnet astronomene avstanden fra jord til mars og brukte den til å finne avstanden fra jorden til solen. Deres svar var 140 millioner kilometer - ikke langt fra dagens verdi.

Inntil siste halvdel av det tjuende århundre var slike parallaxmålinger den eneste pålitelige måten å avlede avstander i solsystemet, og au fortsatte derfor å bli uttrykt som en kombinasjon av grunnleggende konstanter som kunne forvandle vinkelmålinger til avstand. Senest ble au definert som (dyp pust): "radiusen til en uperturert sirkulær newtonsk bane om solen av en partikkel som har uendelig masse, som beveger seg med en gjennomsnittlig bevegelse på 0, 01720209895 radianer per dag (kjent som den gaussiske konstanten )”.

Definisjonen cheered fans av tysk matematiker Carl Friedrich Gauss, hvis konstant sitter i hjertet av hele affære, men det forårsaket problemer for astronomer. For det første forlot det innledende astronomistudenter helt forvirret, sier Sergei Klioner, en astronom ved Technical University of Dresden i Tyskland. Men enda viktigere, knuste den gamle definisjonen sammen med Einsteins generelle relativitetsteori.

Som navnet antyder, gjør generell relativitet romrelatert relativ, avhengig av hvor en observatør er lokalisert. Au, som tidligere definert, endret også. Det skiftes med tusen meter eller mer mellom jordens referansestamme og den av Jupiter, ifølge Klioner. Det skiftet påvirket ikke romfartøyet, som måler avstand direkte, men det har vært en smerte for planetariske forskere som jobber med Solar System-modeller.

Solen utgjorde et annet problem. Den gaussiske konstanten er basert på solmasse, så au var uløselig knyttet til solens masse. Men Solen mister masse som det utstråler energi, og dette medførte at auen også forandret seg sakte.

Den reviderte definisjonen tørker bort problemene til den gamle au. En fast avstand har ingenting å gjøre med solens masse, og måleren er definert som avstanden som ble reist av lys i vakuum i 1 / 299.792.458 av et sekund. Fordi lysets hastighet er konstant i alle referansebilder, vil au ikke lenger endres avhengig av observatørens plassering i solsystemet.

Redefinering av au har vært mulig i flere tiår - moderne astronomer kan bruke romfartøy, radarer og lasere til å gjøre direkte målinger av avstand. Men "noen av dem trodde det var litt farlig å endre noe, " sier Nicole Capitaine, en astronom ved Paris Observatory i Frankrike. Noen fryktet forandringen kan forstyrre deres dataprogrammer, andre holdt et sentimental vedlegg til den gamle standarden. Men etter flere år med lobbyvirksomhet av Capitaine, Klioner og andre, har den reviderte enheten endelig blitt vedtatt.

Capitaine og Klioner sier at den strømlinjeformede au allerede har en positiv innvirkning på deres liv. Lobbying for endringen har vært tidkrevende, sier Capitaine: "Jeg vil ha mer tid til å bruke min forskning."

"Jeg er glad for at jeg ikke trenger å forklare det til studentene mine lenger, " legger Klioner. Den nye definisjonen "er mye lettere å forstå nå for alle."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra bladet Nature . Artikkelen ble først publisert 14. september 2012.

Når det kommer til fotosyntese, utfører planter kvantumberegningOceanic Dead Zones Fortsett å spreAstronautene tar første biter av salat vokst i rommetSoaring City SlickersVil fornyet interessen for kjernefysisk kraft gjenopplive uranindustrien?Hva er neste for NASAs nye astronautklasse?Gå FjerdeTopp Sci / Tech Gaver 2003