Cât de departe este Soarele? Parcă se poate pune cu greu o întrebare mai simplă. Cu toate acestea, această anchetă a bătut astronomii de mai bine de două mii de ani.
Cu siguranță este o întrebare de o importanță aproape inegalabilă, umbrită în istorie, poate doar prin căutarea dimensiunii și a masei Pământului. Cunoscut astăzi drept unitate astronomică, distanța servește ca referință în cadrul sistemului solar și linia de bază pentru măsurarea tuturor distanțelor din Univers.
Gânditorii din Grecia Antică au fost printre primii care au încercat să construiască un model cuprinzător al cosmosului. Fără observații doar cu ochiul liber, s-ar putea rezolva câteva lucruri. Luna părea mare pe cer așa că probabil era destul de aproape. Eclipsele solare au relevat că Luna și Soarele erau aproape exact aceeași dimensiune unghiulară, dar Soarele era atât de mai strălucitor, încât probabil că era mai mare, dar mai departe (această coincidență în ceea ce privește dimensiunea aparentă a Soarelui și a Lunii a avut o importanță aproape indescriptibilă în avansarea astronomiei). Restul planetelor nu păreau mai mari decât stelele, dar păreau să se miște mai repede; au fost probabil la o distanță intermediară. Dar, am putea face ceva mai bun decât aceste descrieri vagi? Odată cu invenția geometriei, răspunsul a devenit un da răsunător.
Prima distanță care a fost măsurată cu orice precizie a fost cea a Lunii. La mijlocul secolului II î.e.n., astronomul grec Hipparchus a fost pionier în utilizarea unei metode cunoscute sub numele de papalaxă. Ideea de paralax este simplă: atunci când obiectele sunt observate din două unghiuri diferite, obiectele mai apropiate par să se deplaseze mai mult decât la cele mai îndepărtate. Puteți demonstra acest lucru cu ușurință pentru tine, ținând un deget la lungimea brațului și închizând un ochi și apoi celălalt. Observați cum degetul dvs. se mișcă mai mult decât lucrurile din fundal? Aceasta este paralaxa! Observând Luna de la două orașe la o distanță cunoscută, Hipparchus a folosit o mică geometrie pentru a-și calcula distanța până la 7% din valoarea modernă de azi - nu este rău!
Odată cu distanța până la Lună cunoscută, etapa a fost stabilită pentru ca un alt astronom grec, Aristarh, să ia prima înjunghiere pentru a determina distanța Pământului de Soare. Aristarh și-a dat seama că atunci când Luna era exact pe jumătate iluminată, ea forma un triunghi drept cu Pământul și Soarele. Cunoscând acum distanța dintre Pământ și Lună, tot ce avea nevoie era unghiul dintre Lună și Soare în acest moment pentru a calcula distanța Soarelui însuși. A fost un raționament genial subminat de observații insuficiente. Fără ochii săi decât să continue, Aristarh a estimat acest unghi de 87 de grade, nu foarte departe de adevărata valoare de 89,83 grade. Însă, când distanțele implicate sunt enorme, erorile mici pot fi mărite rapid. Rezultatul său a fost oprit cu un factor de mai mult de o mie.
În următoarele două mii de ani, observații mai bune aplicate metodei lui Aristarh ne-ar aduce în termen de 3 sau 4 ori adevărata valoare. Deci, cum am putea îmbunătăți acest lucru în continuare? Mai exista o singură metodă de măsurare directă a distanței și aceasta era paralaxă. Dar, găsirea paralajei Soarelui a fost mult mai dificilă decât cea a Lunii. La urma urmei, Soarele este în esență caracteristic, iar strălucirea sa incredibilă elimină orice vedere pe care o putem avea despre stelele care se ascund în urmă. Ce am putea face?
Cu toate acestea, până în secolul al XVIII-lea, înțelegerea noastră despre lume a progresat substanțial. Domeniul fizicii era acum la început și a oferit un indiciu critic. Johannes Kepler și Isaac Newton au arătat că distanțele dintre planete erau toate legate; găsește unul și le-ai cunoaște pe toate. Dar ar fi mai ușor de găsit decât Pământul? Se pare că răspunsul este da. Uneori. Dacă ești norocos.
Cheia este tranzitul din Venus. În timpul unui tranzit, planeta traversează în fața Soarelui așa cum se vede de pe Pământ. Din diferite locații, Venus va părea să traverseze părți mai mari sau mai mici ale Soarelui. Timpând cât timp durează aceste treceri, James Gregory și Edmond Halley și-au dat seama că distanța față de Venus (și de aici Soarele) ar putea fi determinată (interesat de nebunia despre cum se face asta? NASA are o explicație destul de frumoasă disponibilă aici.) . Acum este momentul când, de obicei, spuneam ceva de genul: Pare destul de simplu, nu? Există o singură captură ... Dar poate că nu a fost niciodată mai neadevărat. Șansele au fost atât de stivuite împotriva succesului, încât este cu adevărat un test al importanței acestei măsurări încât oricine a încercat-o.
În primul rând, tranzitele Venus sunt extrem de rare. Ca o dată în viață rară (deși vin în perechi). Când Halley și-a dat seama că această metodă va funcționa, știa că este prea bătrân pentru a avea șansa să o completeze singur. Așa că, în speranța că o generație viitoare va întreprinde sarcina, el a scris instrucțiuni specifice despre modul în care trebuie efectuate observațiile. Pentru ca rezultatul final să aibă precizia dorită, momentul tranzitului trebuie măsurat până la al doilea. Pentru a avea o separare mare la distanță, siturile de observare ar trebui să fie localizate la îndepărtatul Pământului. Și, pentru a se asigura că vremea înnorată nu ar strica șansa de succes, observatorii ar fi necesari în locații de pe tot globul. Vorbim despre o întreprindere mare într-o epocă în care călătoria transcontinentală poate dura ani.
În ciuda acestor provocări, astronomii din Franța și Anglia au hotărât că vor colecta datele necesare în timpul tranzitului din 1761. În acel moment însă, situația era și mai gravă: Anglia și Franța au fost înrădăcinate în Războiul de Șapte Ani. Călătoria pe mare a fost aproape imposibilă. Cu toate acestea, efortul a persistat. Deși nu toți observatorii au avut succes (norii au blocat unii, navele de război altele), atunci când au fost combinate cu datele colectate în timpul unui alt tranzit, opt ani mai târziu, întreprinderea a fost un succes. Astronomul francez Jerome Lalande a colectat toate datele și a calculat prima distanță exactă până la Soare: 153 milioane de kilometri, bine până la trei la sută din valoarea reală!
O scurtă notă: numărul despre care vorbim aici se numește Pământ axa semi-majorăceea ce înseamnă că este distanța medie între Pământ și Soare. Deoarece orbita Pământului nu este perfect rotundă, de fapt, ne apropiem de 3% pe parcursul unui an. De asemenea, ca multe numere din știința modernă, definiția formală a unității astronomice a fost modificată puțin. În 2012, 1 AU = 149.597.870.700 de metri exact, indiferent dacă vom găsi că axa semi-majoră a Pământului este ușor diferită în viitor.
Întrucât observațiile de ultimă oră făcute în timpul tranzitului Venus, ne-am perfecționat extraordinar cunoștințele despre distanța Pământ-Soare. De asemenea, am folosit-o pentru a debloca o înțelegere a vastității Universului. Odată ce am știut cât de mare este orbita Pământului, am putea folosi paralaxia pentru a măsura distanța față de alte stele, făcând observații distanțate de șase luni (când Pământul a călătorit în cealaltă parte a Soarelui, o distanță de 2 UA!) . Acest lucru a scos la iveală un cosmos care se întindea pe neîntrerupt și, în cele din urmă, va duce la descoperirea că universul nostru are miliarde de ani. Nu este rău că ai pus o întrebare simplă!
