人类没有登上过太阳是如何知道太阳发光原理的呢?

时间:2018-12-16 20:42:28来源:卷皮折扣 - 领优惠券  阅读:(378)收藏
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亚里士多德给出了三项主要的证据:a.越向北走,北极星越高,越向南走北极星越低,还能在南方看到一些以前看不到的星。

人类没有登上过太阳是如何知道太阳发光原理的呢?

测定地球周长 古希腊时的天文学家已经知道地球是圆形了。亚里士多德给出了三项主要的证据:

a. 越向北走,北极星越高,越向南走北极星越低,还能在南方看到一些以前看不到的星。

b. 海上驶来的帆船,最先看到桅杆尖,近一点逐渐能看到船身,最终能看到整个的船。

c. 月食时遮挡月亮的影子边缘是圆形。

埃及的阿斯旺有口很深的枯井,每年夏至的中午太阳会照到井底,说明这时太阳在阿斯旺当地的天顶正中。这口井当时就是个著名的旅游景点。

埃拉托色尼在阿斯旺北边的亚历山大港竖了一根直杆,在夏至这天测量影子长度,计算出亚历山大港的太阳倾斜角大约7度多一点。亚历山大港到阿斯旺的距离是800多公里,因此地球的周长就是800*(360/7)=40000公里左右。

埃拉托色尼当时计算出地球周长为25万斯台地亚,现代人考证的结果,从38000公里到46000公里不等,总之在当时已经是相当精确的结果了。与秦始皇统一中国差不多同时。可惜后来埃拉托色尼的结果被遗忘了,再之后的测量都偏小,比如哥伦布的航海资料上地球周长大约是18000公里。哥伦布至死都认为他到达的是亚洲的东部边缘,因为从里程上看就是如此。

人类没有登上过太阳是如何知道太阳发光原理的呢?

日地距离 月球从初亏到食既时,走过的距离是一个月球的直径;从初亏到生光时则走过了一个地影的直径。比埃拉托色尼晚几十年的依巴谷观测月全食时发现,如果月全食的角度很正,那么这两者的时间之比是1:3,因此月球直径是地球的1/3(实际是1/4多一点)。他的错误在于,虽然太阳离地球很远,但不是无穷远,太阳光在这里不能作平行光考虑,因此在月球轨道处的地影宽度不等于地球直径,而是比地球直径细一些。

依巴谷还算出月地距离是地球半径的60.5倍(实际是60.3倍),太阳直径是地球的12倍(实际是109倍),日地距离是地球半径的2500倍(实际是23500倍)。依巴谷用到的几何原理没有问题,主要是他的观测精度有限。三角函数一般认为也是依巴谷发明的,发明三角函数的目的就是作天文计算。

精确的日地距离可以用金星凌日法来计算,所谓凌日就是水星或金星在太阳前面经过,会看到太阳上有个小黑点。原理稍微复杂些,不过有中学几何知识就能看懂。根据1769年金星凌日的观测数据,法国天文学家杰罗姆 · 拉朗德计算出日地距离为1.53亿公里(现在的数据是1.496亿公里)。

人类没有登上过太阳是如何知道太阳发光原理的呢?

地球的年龄 以前人们长期认为地球年龄只有几千年,比如牛顿曾经根据圣经计算出,地球年龄有6000年多一点。和牛顿差不多同时代的爱尔兰首席主教,詹姆斯 · 乌瑟甚至精确算出上帝创造世界是在公元前4004年。后来对地质学、古生物学的研究逐渐指出,地球的历史远远不止几千年, 上万年, 至少也有几百万年到几亿年。这就和前面太阳靠化学能只能发光发热几千年的结果相矛盾。

太阳的产能途径 根据对太阳光谱的分析,太阳表面成分主要是氢和氦,还有很少数的其他元素。事实上全宇宙差不多都是这个比例,75%的氢,25%的氦,极少量其他元素。也就是说,太阳的能量要么是从氢,要么是从氦来的。1930年前后,爱丁顿、伽莫夫等人提出了太阳的核聚变模型。核反应中释放的能量大部分以高能光子的形式释放,极小部分则由中微子带走。高能光子在致密的太阳核心区域会不断地被吸收再释放,再吸收再释放,需要几百万年才能到达太阳表面,能量不断降低,最终变成我们看到的太阳光。

但是中微子则很难与物质发生相互作用,会直接穿出太阳,要几光年厚的铅才能把中微子挡住,因此我们可以直接检测到太阳核心释放的中微子。

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