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太阳与地球的间隔不是直接丈量出来的,而是使用直接的办法算出来的。咱们无法经过向太阳发射雷达信号然后等候回波的时刻来测出太阳的间隔,由于作为等离子体的太阳难以反射雷达波,并且太阳自身也有巨大的电磁搅扰。丈量太阳间隔最经典的办法是金星凌日法,四百多年前的地理学家哈雷(最早算出哈雷彗星的轨迹)最早提出这种办法,后来的地理学家使用该办法初次较为准确地得到了日地间隔。

金星凌日

金星坐落地球内侧,大约每隔584个地球日,两个天体就会会集一次,金星坐落地球和太阳的连线之间。所以,从地球上观测,就能看到金星从太阳前方掠过。金星凌日的原理与日食相同,仅仅月球视直径较大,能够刚好挡住太阳。

但由于金星和地球的轨迹存在3.4度的夹角,所以并非每次会集都会呈现金星凌日的现象。事实上,每隔一个世纪才会呈现两次,最近的两次相隔8年,上两次是在2012年和2004年,下一次要到98年后的2117年。

选用金星凌日法来核算日地间隔,本质上是使用三角视差的原理。

如上图所示,假设在地球上相隔较远的两位调查者一起调查金星凌日的现象,那么,关于P来说,金星在太阳盘面上的运动轨迹为AB;而关于P'来说,金星在太阳盘面上的运动轨迹为A'B'。在P和P'观测到的金星凌日时刻之比就正比于AB和A'B'的“长度”(视直径)之比。依据勾股定理能够核算出夹角θ:

其间R表明太阳的视半径(0.25度),tP表明P点的金星凌日时刻,ω表明金星的轨迹角速度,tP'表明P'点的金星凌日时刻。

核算出夹角之后,再由P和P'的间隔,能够算出金星和地球的间隔。经过地理观测,哈雷知道金星和太阳间隔是地球和太阳间隔的0.72倍,所以就能算出日地间隔。在1761年,地理学家使用金星凌日法测出的日地间隔与现代数值相差不到3%。

金星大距

​别的,也能够经过金星的东大距和西大距来丈量日地间隔。在金星绕太阳运动的过程中,它和太阳与地球所成的夹角会不断改变。当这个视点到达最大时,就被称为金星大距。此刻,地球与金星的连线刚好垂直于金星与太阳的连线。在金星东西大距时,它和太阳与地球所成的夹角大约为46度,由此能够直接得到日金间隔是日地间隔的72%。再经过雷达波反射法准确测出金星和地球的间隔,使用三角函数就能算出日地间隔。

地理学家在知道日地间隔之后,就能使用三角视差法丈量坐落太阳系外的恒星间隔,这儿就不再赘述。