星空的琴弦：11天文学第一问题

音乐名称：星空的琴弦：11天文学第一问题
音乐歌手：科学大求真
音乐分类：网络歌曲
所属专辑：科学有故事
发布时间：2017-06-20
音乐歌词：

本字幕由腾讯音乐天琴实验室独家AI字幕技术生成
欢迎收听科学有故事
比科学故事更重要的是科学
仰望星空
天文学史话
今天为大家讲的是天文学第一问题
那么测定日地距离的方法
其实最容易想到的莫过于三角测量法了
那么也就是测量这个太阳的视差注意啊
这里不是周年视差呃之前我再说测量恒星的距离的时候呢
经常用到周年视差这个词
但是周年视差和太阳的时差是两个概念考虑到听我这个节目的可能有很多小朋友
那么对三角测量法
估计是不太熟悉的
所以呢我就啰嗦两句解释一下什么是三角测量法
我们经常会在那些抗日神剧里头看到这个小钢炮手打泡
那么你们会注意到这个炮手在打炮之前呢
他会伸出大拇指来测量一下这个打炮的地方离要击中的目标的距离
那么这个用大拇指来测量离目标的距离
实际上用到的就是三角测量法
那么
呃
小朋友们如果感兴趣的话
现在我们可以一起来做一个实验
你把这个大拇指伸出来放到眼前
然后呢
对准远方的一个目标
这个时候呢
你闭上你的左眼
然后呢
迅速的在张开你的左眼闭上你的右眼你会看到什么呢
是不是会看到目标和你大拇指的距离发生了变化
如果你反复地张开闭上你的左右眼你会看到这个目标在你大拇指的周围不断的跳动
有经验的这个炮手呢
就可以根据这个目标在大拇指之间跳动的这个距离范围来确定目标离自己到底有多远这个呢
就称之为三角测量法
它的背后呢
有一些简单的几何学知识
如果小朋友没有学过几何的话呢
在这里呢
我也解释不清楚
那么你们以后肯定会学到的
不过叔叔告诉你
如果你下次看电视剧
看到那个泡手拿这个大拇指啊量一量距离
结果你发现他的这个左眼左眼和右眼啊
都是一直睁着的
没有来回的张碧那么说明这个演员或者这个电视剧的导演根本就不懂什么是三角测量法
他们那样只是做做样子根本就不是真正的在测量把这个三角测量法的原理用到测量太阳离地球的距离上呢
其实就是在南半球和北半球两个相距很遥远的天文台
同时观测太阳把太阳在天空中的位置
精确的给撤出来
那么再根据两座天文台的相隔
距离就可以计算出日地距离了
不过
这个方法是一个典型的知易行难的问题
知道很容易要做起来实在是太难了
讲讲原理是简单的不得了
可是呢限制条件实在是太多
远隔万里的两个天文台要协作哪有这么容易啊
并且太阳在望远镜中的是面积很大
是面积越大
其实测量它的精确位置
反而越难一个点的坐标好测一个圆的坐标反而就不好测了所以呢
用这个方法来测量日地距离从来就没有真正的成功过
看来要想把天文学第一问题攻破得换个思路想出点新的招数来
有一位聪明的法国天文学家叫卡西尼在开普勒发表第三定律的半个世纪后
他想出了一个办法
他告诉大家说第一根本就不需要两个天文台一个就够了
因为地球在不停地自转吗
任何一个天文台在日出和日落的时候
其实就已经相当于隔了一个地球的直径的距离了
对不对这个想法真的是很棒
他的脑子真好使
他又说呢
第二干嘛非要去直接测量太阳呢
我们不是已经有了开普勒第三定律了吗
把地球到火星的距离给测量出来
不就能计算出日地距离了吗
一个简单的方程式而已骂
测量火星的时差呢
就相对容易了
可以这么做
以某颗遥远的恒星为背景
分别在日出和日落时测量火星相对于这颗恒星微小的移动
那么就能得出火星的视差了
卡西尼想到后呢
马上就去行动了
1672 年
他宣布自己通过车辆火星的视差计算出了日地距离
在天文学界日历
距离不是用多少多少千米来表示的
而是呢表示为从地球的赤道半径为基线这个呢
其实就是三角测量法里头那个三角形的底边以这个基线测量出来的太阳的视差角度就可以直接用来表示日地距离了
卡西尼就宣布他的测量结果为九点五角秒那么实际上
今天的测量值是8 .794 1脚秒卡希尼的结果已经是相当准确了
如果把这个结果转换为千米来表示的话呢
它的测量值就是一点六亿千米
那么今天的值是一点四九六亿千米
你看差的实在是不是很多了
那么过了几年
有一个年轻的天文学家也就是我们的老朋友哈雷
他提出了一个绝妙的新思路
这个新思路震动了整个天文学界甚至改变了后世的几位天文学家一生的命运
我们先来看看哈雷的这个新思路是怎么样的哈雷就告诉大家说利用金星凌日的罕见天象可以测定日地距离
那么他提出的原理是这样子的这里呢
又是音频节目地无奈了
很难不画图就给你把这个原理给解释清楚
不过呢
我会把金星凌日测量日地距离的这个原理图放在本期节目的封面上
大家可以仔细看一下大家
如果看懂的话呢
你就会发现这个点子难怪会让天文学界大为佩服啊
这确实是一个精妙的点子
可惜的是呢
下一次金星凌日的时间是176 1年和176 9年
哈雷是活不到那个日子了
但天文学界不会忘记这个重要的时刻
在176 1年来临的时候一场国际大比拼就拉开了序幕
为了率先解决这个天文界中最崇高的问题
整个天文学界都在摩拳擦掌
等待着176 1年
金星凌日的到来
简直就像天文学界的奥运会
为了能在比赛中拔得头筹
法国派出了32 名选手
英国派出了18 名还有瑞典
俄罗斯
意大利
德国等国家也都派出了参赛选手
但很遗憾的是当时的中国人恐怕连听也没有听说过这个天文学
第一问题自然也不会有人参赛
这些英勇的天文学家们奔赴地球的10 0多个角落几乎就是一人
一个地方
比如他们跑到俄罗斯的西伯利亚跑到中国的青藏高原跑到美国威斯康星州的丛林等等等等
在这些吃苦耐劳的天文学家们身上发生了很多可歌可泣的故事
这中间法国人浪蒂的故事
最让人唏嘘感慨他也因此被称之为史上最悲剧的天文学家
那么我来给大家讲讲他的故事
也算是一种纪念吧
在我看来悲情英雄一样
也是英雄
让地从法国出发的时候决心非常大
他做足了物质上的准备购买了最精良的器材整整提前一年它就从法国出发了
他计划去印度的荒原上观测这次金星凌日
但他的运气很糟糕
在路上遇到了种种的坎坷176 1年的6 月6 日那天刚好是发生凌日的那一天
但是倒霉的浪地
居然还在海上
这恐怕是对天文学家来说
所有能够想到的最糟糕的观测地点
因为船始终在颠簸吗
在海上根本就不可能平稳了下来
而天文观测呢
需要的是极端的平稳
于是浪地与这次金星凌日就无缘了
但是让地呢
却并没有感到太伤心
为什么
因为他知道八年后
金星凌日会再次上演这个金星凌日啊
是每隔10 0多年成对出现
要么10 0多年不来要来就一下子来两次
而这两次之间呢
是相隔八年
让地为了确保八年后的观测万无一失
他干脆就决定住在印度了
让弟用了整整八年的时间建立了一个一流的观测站添置了最精良的观测设备
并且不断的做着排练调试设备
直到对每一个细节都确保满意大家也可以猜到这个让弟肯定也是一个很富有的人
我们会发现在科学史上许多做出重大贡献的科学家往往不是富一代就是富二代
其实我挺希望中国的富二代们也学学这些老外的并不是说一定要守住父母的事业才是一个好儿子获得了经济上的自由之后呢
其实这个大千世界有很多很多值得你去满足你好奇心的那些科学问题
这个让地啊
在印度选取的观测地点也是精挑细选
他选的那个地方
从气象记录来看在六月份中晴天的比例是非常非常高的让地翘首以盼的176 9年的6月4日终于来了
他在前一天晚上焚香沐浴把所有的设备都擦得干干净净
你可以想象一下
一个人为了一个时刻整整等待了八年做了八年的精心准备
那么这一页
它将是一种什么样的心情啊
我想肯定是没有办法睡着的
早上起来的时候呢
这个让地就看到了一个完美的艳阳天
他激动坏了就等着那个神圣的时刻来临
果然
金星凌日如约而至估计大家猜出来了
我一定要说
但是了对的谁知道正当金星刚刚开始
从太阳的表面通过时
老天爷却又对浪地开起了一个大玩笑
一朵不大不小的乌云
不知从何处飘来刚好挡住了太阳
让地简直要疯掉了他焦急地一边看表一边等待着乌云飘走
最后
当乌云飘走的时候浪地记录下来的时间是三小时14 分七秒
这差不多呢
恰好就是此次金星凌日的持续时间让第八年的努力就这样被一朵乌云完美地化为乌有了
悲愤交加的让帝只好收拾起仪器启程回老家
但他的厄运却并没有因此结束
他在印度的港口患上了疟疾一并就是整整一年都卧床不起
一年后终于登上了一条回国的船
可是没想到呢
他又遇上了飓风差点儿船就失事
当让弟九死一生的
终于回到了法国的老家时
已经整整离家出门
11年了

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