Đơn vị Thiên văn là gì?

Đơn vị Thiên văn – Astronomical Unit là gì?

Đơn vị thiên văn (AU – Astronomical Unit hoặc au), một đơn vị chiều dài có độ chính xác tương đương với mức trung bình, hoặc có nghĩa là, khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời, được định nghĩa như 149,597,870.7 km (92,955,807.3 dặm).

Nói cách khác, nó có thể được coi là chiều dài của bán trục lớn, tức là, chiều dài của một nửa đường kính tối đa của Trái Đất quỹ đạo hình elip quanh Mặt Trời. Đơn vị thiên văn cung cấp một cách thuận tiện để thể hiện và liên hệ khoảng cách của các vật thể trong hệ Mặt Trời và thực hiện các tính toán thiên văn khác nhau. Ví dụ, sao Mộc là 5,2 AU (5,2 lần khoảng cách so với Trái Đất) từ Mặt Trời và sao Diêm Vương là gần 40U.

Về nguyên tắc, cách dễ nhất để xác định giá trị của đơn vị thiên văn là đo trực tiếp khoảng cách Trái Đất-Mặt Trời bằng phương pháp thị sai. Theo cách tiếp cận này, hai người quan sát ở cuối một đường cơ sở dài, người còn lại ở đầu kia, một đường cơ sở miễn là họ có thể ghi lại đồng thời vị trí của Mặt Trời so với cơ sở là các ngôi sao khác.

So sánh các quan sát sẽ cho thấy một sự dịch chuyển rõ ràng, hoặc sự dịch chuyển góc (thị sai) của Mặt trời so với các ngôi sao xa xôi. Một mối quan hệ lượng giác đơn giản kết hợp giá trị góc này và độ dài đường cơ sở sau đó có thể được sử dụng để tìm khoảng cách Trái Đất-Mặt Trời.

Tuy nhiên, trên thực tế, phương pháp này không thể được áp dụng, bởi vì ánh sáng chói cực mạnh của Mặt Trời làm mờ các ngôi sao nền cần thiết cho phép đo thị sai.

Khám phá Đơn vị Thiên văn

Vào thế kỷ 17, các nhà thiên văn học đã hiểu hơn về hình học của hệ Mặt Trời và chuyển động của các hành tinh đủ tốt để phát triển một mô hình tỷ lệ các vật thể trên quỹ đạo quanh Mặt Trời, một mô hình độc lập với quy mô cụ thể. Để thiết lập thang đo cho tất cả các quỹ đạo và để xác định đơn vị thiên văn, tất cả những gì cần thiết là một phép đo chính xác về khoảng cách giữa hai vật thể bất kỳ tại một thời điểm nhất định.

Năm 1672, nhà thiên văn học người Pháp gốc Ý, Gian Domenico Cassinimade đã ước tính gần đúng đơn vị thiên văn dựa trên quan sát về sự dịch chuyển thị sai của sao Hỏa và từ đó tính ra khoảng cách của nó đến Trái Đất. Những nỗ lực sau đó đã sử dụng các quan sát độc lập về sự di chuyển của sao Kim qua quỹ đạo Mặt Trời để đo khoảng cách giữa sao Kim và Trái Đất.

Năm 1932, việc xác định sự dịch chuyển thị sai của tiểu hành tinh Eros khi nó tiến gần đến Trái Đất mang lại giá trị rất chính xác cho đơn vị thiên văn. Sau đó, các nhà thiên văn học đã tinh chỉnh thêm kiến thức về kích thước của hệ Mặt Trời và giá trị của đơn vị thiên văn thông qua sự kết hợp của các loại radar gồm sao Thủy, sao Kim và sao Hỏa; tia laser của Mặt Trăng (sử dụng các vật phản xạ ánh sáng còn lại trên bề mặt mặt trăng của các phi hành gia Apollo); và thời gian của các tín hiệu được trả về từ tàu vũ trụ khi chúng quay quanh hoặc thực hiện các vật thể trong hệ Mặt Trời.

Năm 1976, Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) đã định nghĩa đơn vị thiên văn là khoảng cách từ Mặt Trời mà tại đó một hạt không khối lượng trong quỹ đạo tròn sẽ có thời gian một năm. Định nghĩa này dựa trên một mô hình Newton duy nhất của hệ Mặt Trời.

Tuy nhiên, định nghĩa như vậy tỏ ra khó thực hiện trong thuyết tương đối rộng, trong đó các giá trị khác nhau của đơn vị thiên văn thu được tùy thuộc vào khung tham chiếu của người quan sát.

Thông qua định luật chuyển động hành tinh thứ ba của Kepler, định nghĩa năm 1976 cũng phụ thuộc vào khối lượng của Mặt Trời, nó luôn luôn giảm vì Mặt Trời tỏa sáng thông qua việc chuyển đổi khối lượng thành năng lượng.

Tăng độ chính xác trong các phép đo khối lượng Mặt Trời có nghĩa là đơn vị thiên văn cuối cùng sẽ trở thành một đơn vị thay đổi theo thời gian. Những vấn đề này và do khoảng cách trong hệ Mặt Trời đã được biết chính xác đến mức đơn vị thiên văn không còn cần thiết để cung cấp một quy mô tương đối, năm 2012, IAU đã sửa chữa đơn vị thiên văn bằng 149.597.870,7 km.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker