mikres ekdoseis: Αλλάζει ο ορισμός της αστρονομικής μονάδας, σημαντικής μεζούρας κοσμικών αποστάσεων

14.9.12

Αλλάζει ο ορισμός της αστρονομικής μονάδας, σημαντικής μεζούρας κοσμικών αποστάσεων

Πόσο απέχει ο Ήλιος

Πόσο απέχει ο Ήλιος; Μέχρι σήμερα, η απάντηση ήταν περίπλοκη.

Πεκίνο.

Πόσο απέχει η Γη από τον Ήλιο; Η απόσταση αυτή είναι μεταβαλλόμενη και μπορεί σήμερα να μετρηθεί με ακρίβεια, ωστόσο οι αστρονόμοι προτιμούν για λόγους ευκολίας να χρησιμοποιούν μια μέση τιμή ως στάνταρτ, η οποία ονομάζεται αστρονομική μονάδα, ή AU.

Τώρα, η Διεθνής Ένωση Αστρονομίας αποφάσισε να αλλάξει προς το απλούστερο τον ορισμό αυτής της σημαντικής μονάδας μέτρησης: είναι ακριβώς 149.597.870.700 μέτρα.

Η αστρονομική μονάδα χρησιμοποιείται συχνά για τη μέτρηση αποστάσεων εντός του Ηλιακού Συστήματος και εμφανίζεται σε πολλά μαθηματικά μοντέλα που περιγράφουν την κίνηση των πλανητών γύρω από το μητρικό τους άστρο. Στην πραγματικότητα, η τροχιά της Γης είναι ελλειπτική, οπότε η απόσταση από τον Ήλιο κυμαίνεται μεταξύ της μέγιστης και της ελάχιστης τιμής. Παρόλα αυτά, το στάνταρτ της αστρονομικής μονάδας παραμένει μια σημαντική σταθερά της Αστρονομίας.

Η απόσταση Γης-Ήλιου μετρήθηκε για πρώτη φορά με ακρίβεια τον 17ο αιώνα, όταν ο μεγάλος αστρονόμος Τζιοβάνι Κασσίνι επινόησε μια ευφυή έμμεση μέθοδο: χρησιμοποίησε παρατηρήσεις του πλανήτη Άρη που είχαν γίνει την ίδια μέρα στο Παρίσι και τη Γαλλική Γουιάνα στον ισημερινό, και υπολόγισε με μεθόδους τριγωνομετρίας την απόσταση Γης-Άρη. Η απόσταση αυτή του επέτρεψε τελικά να υπολογίσει την απόσταση Γης-Ήλιου στα 140 εκατομμύρια χιλιόμετρα, αρκετά κοντά στην πραγματική τιμή.

Έκτοτε, και μέχρι τα μέσα του 20ού αιώνα, η αστρονομική μονάδα οριζόταν ως συνάρτηση θεμελιωδών σταθερών της Φυσικής και γωνιακών αποστάσεων ανάμεσα σε πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος.

Ακόμα και ο πιο πρόσφατος ορισμός του AU ήταν ένα περίπλοκο νοητικό κατασκεύασμα, που έκανε τους φοιτητές Αστρονομίας να ξύνουν τα κεφάλια τους: «αστρονομική μονάδα είναι η ακτίνα μιας αδιατάρακτης νευτώνιας τροχιάς γύρω από τον Ήλιο ενός σώματος απείρως μικρής μάζας το οποίο κινείται με μέση μετατόπιση 0,01720209895 rad ανά ημέρα».

Το πρόβλημα με αυτόν τον ορισμό, τουλάχιστον για όποιον τον κατανοεί, είναι ότι δεν βρίσκεται σε συμφωνία με τον Άινσταϊν. Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, εξηγεί ο δικτυακός τόπος του περιοδικού Nature, ο χώρος και η απόσταση είναι σχετικά μεγέθη. Και αυτό σημαίνει ότι ο παραπάνω ορισμός δίνει διαφορετικό αποτέλεσμα ανάλογα με το εάν μετρά κανείς το AU από τη Γη ή από τον Δία ή άλλον πλανήτη.

Επιπλέον, ο τελευταίος όρος του ορισμού, «0,01720209895 rad ανά ημέρα» είναι γνωστός ως σταθερά Γκάους και εξαρτάται από τη μάζα του Ήλιου. Σήμερα, όμως, γνωρίζουμε ότι ο Ήλιος χάνει δισεκατομμύρια κιλά κάθε δευτερόλεπτο, οπότε η μάζα του συνεχώς φθίνει.

Ο νέος ορισμός αφενός είναι απλούστερος, αφετέρου δεν εξαρτάται από μεταβαλλόμενα μεγέθη. Η τιμή του AU δίνεται σε μέτρα και εξαρτάται μόνο από την ταχύτητα του φωτός στο κενό, αφού το μέτρο ορίζεται ως η απόσταση που διανύει το φως σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Στην πράξη, βέβαια, η απόσταση Γης-Ήλιου δεν είναι σχεδόν ποτέ ίση με μία αστρονομική μονάδα, όπως υπολογίζεται με βάση το νέο ορισμό.

Παρόλα αυτά, η απόφαση για την αλλαγή, η οποία ελήφθη στο συνέδριο της Διεθνούς Ένωσης Αστρονομίας στο Πεκίνο, θα κάνει πιο εύκολη τη ζωή των αστρονόμων, προσφέροντάς τους μια σταθερή τιμή για τους υπολογισμούς στα μαθηματικά μοντέλα τους.