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行星間的距離是如何測量的,通過測量行星的距離我們發現了什麼?

浩瀚的宇宙之中存在著無數的天體,有質量和密度巨大的恆星,它們能夠發光發熱,就像我們的太陽就是一顆恆星。還有圍繞著恆星在固定軌道之上運行的行星,比如我們的地球就是這樣的一顆行星。還有圍繞行星而運行的衛星,地球擁有唯一的一顆衛星,也就是月球。除此之外,宇宙之中還有很多的小行星,以及恆星的最終歸宿紅巨星,乃至擁有無窮引力的黑洞。這些種種天體共同構成了我們豐富多彩的宇宙。我們在研究宇宙天體的時候,首先就會測量這些天體的距離。那麼這些距離是如何測定的呢?

距離地球非常遙遠的天體距離的測量方式和近距離的天體測量方式是不同的,我們在這裡所說的主要是近距離的天體距離測量,比如地球周邊這些行星的距離。測量行星距離最為簡單的方法就是通過發送無線電波,我們都知道,朝向某處發射的無線電波會最終反射回來,那麼朝向地外行星所發射的無線電波也不例外,而對於無線電波的傳播速度,我們是已知的,所以當無線電波反射回來之後,我們便能夠初步確定一個行星的距離。當然,這種測量方法是會產生誤差的,而且以地球上對距離的觀念來看,誤差還是不小的。但對於大概確定行星的距離已經足夠了。

如果我們想要更為精確的確定行星的距離,還有一種方法,就是發射宇宙飛船了,這樣做的成本顯然要高了很多。如果我們想要測量某個行星的精確距離,就向這顆行星發射一艘宇宙飛船,讓宇宙飛船圍繞行星運行,然後將無線電信號發射回來,與上述的方法原理類似,由於對於信號的傳播速度是已知的,所以我們能夠測算出行星的距離,這種測量方法雖然成本極高,但也十分精確,不過這裡所說的精確是指誤差在2000米以內。那麼人類到底為什麼要測量行星的距離呢?測量行星的距離對於人類研究宇宙具有重要的基礎性作用。

而且通過對於行星距離的測量,科學家們的確發現了一些和我們息息相關的事情。比如行星正在逐步遠離太陽。不過不用擔心,這種遠離的速度是非常緩慢的,我們唯一需要思考的就是行星為什麼會逐漸遠離太陽。直接的原因只有一個,那就是太陽的引力正在下降。這並不算是什麼令人驚訝的發現,因為早在很早以前,愛因斯坦就在廣義相對論中描述了這種情況的出現,現在我們只不過是又證實了一遍而已。那麼為什麼太陽的引力會下降呢?原因也只可能有一個,那就是太陽的質量正在下降之中。

那麼,太陽的質量為什麼會下降呢?一個簡單的物理學原理,質量和能量之間可以相互轉化,而太陽發光發熱會消耗大量的氫氦原子,從而將質量轉化為能量。而這些能量通過輻射的方式而逃逸出太陽表面。這讓我想到了一句話「春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干」。太陽溫暖了我們,卻消耗了自己。科學越是向前發展,就越是證實了廣義相對論的正確性,作為今時今日的科普人,我們很難相信愛因斯坦是如何在如此早期便能夠通過理論推導出這些宇宙的基本規律,如果說科學是宇宙的規則,那麼科學家就是這些規則的偉大發現者。


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