Aujourd'hui, lorsque l'astronomie est revenue au programme scolaire, tout lycéen (enfin, en théorie, n'importe qui) devrait savoir: la distance de notre planète au Soleil est d'environ 149,5 millions de kilomètres. Cette distance est également appelée une unité astronomique.
Mais, il est clair que cette réponse devait être obtenue d'une manière ou d'une autre, et les astronomes ont fait plusieurs pas, s'étendant sur plus d'un millénaire. Ci-dessous - plus sur chaque étape.
Première étape - l'athée Aristarque et Luna
Aristarchus de Samos ont vécu au 3ème siècle avant JC et étaient un astronome vraiment exceptionnel. Bien avant Copernic, il a construit un modèle héliocentrique de la structure du monde. Déterminé assez précisément la durée de l'année à 365 + (1/4) + (1/1623) jours. Amélioration du cadran solaire. Il a également tenté de mesurer la distance entre la Terre et le Soleil et la Lune. Aristarque y a consacré tout un traité (d'ailleurs, le seul ouvrage écrit de cet auteur qui nous soit parvenu).
Avec la Lune, il s'est rapproché de la bonne réponse: 486 400 km (selon les calculs d'Aristarque), 380 000 km (distance moyenne selon les données modernes). Cent ans plus tard, un autre ancien astronome Hipparque, en passant, a clarifié ces chiffres. Mais avec le Soleil, Aristarque s'est avéré être un bobble maladif.
Mais d'abord, comment l'ancien astronome grec a-t-il mesuré cette distance? On sait que parfois le Soleil et la Lune peuvent être observés simultanément. De plus, il y a des moments où le Soleil éclaire exactement la moitié de la Lune. Ensuite, l'angle "Terre-Lune-Soleil" est une ligne droite, et en mesurant l'angle "Lune-Terre-Soleil", en utilisant des relations trigonométriques, connaissant la distance Terre-Lune, trouvez la distance Terre-Soleil.
Mais «c'était lisse sur le papier». Premièrement, Aristarque devait saisir le moment où exactement la moitié de la lune était illuminée, et il était presque impossible de le faire sans un télescope. Et deuxièmement, encore une fois, sans équipement de mesure sérieux, pour mesurer avec précision tous les paramètres. Il n'est pas surprenant que le Grec se soit trompé, et beaucoup: l'angle α s'est avéré être jusqu'à trois degrés (en réalité, il est égal à 10 minutes), et la distance au Soleil n'est que de 7,5 millions de kilomètres. Sur la base de cette distance, Aristarque est arrivé à la conclusion que le Soleil est beaucoup plus grand que la Terre. C'est devenu l'argument principal de son héliocentrisme (le plus gros objet devrait être au centre de l'univers).
Cependant, l'erreur de détermination de la distance n'a pas joué un grand rôle dans la science; les calculs d'Aristarque n'ont pas du tout reçu une grande popularité (même parmi la partie instruite de la population des villes anciennes). La raison était plutôt politique, tout l'intérêt est dans son modèle héliocentrique de l'univers. Cela contredit le modèle géocentrique suivi du consensus scientifique d'alors. Et il y a des mentions qu'ils ont même essayé de le traduire en justice en tant qu'athée. Après un certain temps, Hipparque a d'abord critiqué ses vues, et plus tard Ptolémée (dont le modèle géocentrique a survécu avec succès à Copernic) a complètement ignoré les résultats d'Aristarque, contribuant à leur oubli pendant longtemps.
Deuxième étape - Regardez Vénus (Kepler et Horrocks)
Il a fallu à l'humanité près de deux mille ans pour franchir cette étape suivante vers une réponse, mais soyons honnêtes, c'était une période difficile et il y avait beaucoup d'autres problèmes.
Et pour commencer, il fallait choisir un autre objet sur lequel s'appuyer dans leurs calculs. En 1626, le célèbre astronome et mathématicien allemand Johannes Kepler proposa Vénus comme candidate. À ce moment-là, les astronomes connaissaient déjà un phénomène astronomique assez rare - le passage de Vénus à travers le disque du Soleil, de plus, cela se produit deux fois avec une différence de plusieurs années, puis il y a une rupture significative. La méthode proposée par Kepler était la suivante: il est nécessaire de mesurer le temps de transit de Vénus à travers le disque du Soleil à partir de différents points de la Terre. Et en comparant ces temps, vous pouvez trouver la distance de la Terre à Vénus et au Soleil.
Cependant, cela semble simple. À tout le moins, il fallait attendre ce phénomène. Il a été remplacé par l'astronome britannique Jeremy Horox, qui correspondait avec Kepler et connaissait sa méthode. Tout d'abord, le Britannique a précisé la fréquence de ce phénomène: un «double» se produit avec une différence de huit ans tous les un siècle et demi. Et le prochain devait avoir lieu en 1639. Horrocks s'est préparé pour l'événement, regardant le ciel depuis sa maison de Mach Hole, près de Preston, et son ami faisant la même chose depuis Salford, près de Manchester. Au début, il semblait que la chance s'était détournée d'eux, car il y avait beaucoup de nébulosité ce jour-là, mais une demi-heure avant le coucher du soleil, les nuages se sont séparés et deux astronomes ont réussi à exécuter leur plan. Sur la base d'observations, Horrocks a calculé que notre planète est séparée du Soleil de 95,6 millions de km. C'était déjà beaucoup plus proche de la vérité, mais toujours incorrect.
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Jusqu'au prochain "double" vénusien, il fallait attendre un siècle et demi, et pendant que le temps passait, les astronomes le passaient à chercher d'autres moyens de calculer la distance désirée. Et l'astronome français d'origine italienne Giovanni Domenico Cassini a réussi. Il était généralement noté en astronomie comme un observateur talentueux (par exemple, il a été le premier à voir la grande tache rouge sur Jupiter). À cette époque, les astronomes avaient déjà apprécié les possibilités offertes par l'observation simultanée du même objet depuis des endroits éloignés. En 1672, Cassini, avec un autre astronome français Jean Richet, a réalisé un tel projet: le premier est resté à Paris, et le second est allé en Afrique du Sud, où la France avait ses propres colonies. Ils ont observé simultanément Mars et, en calculant la parallaxe, ont déterminé sa distance par rapport à la Terre. Parallaxe, si quelqu'un ne sait pas,c'est le déplacement ou la différence de position apparente d'un objet vu sur deux lignes de vue différentes. Eh bien, ils savaient depuis longtemps calculer la distance à un objet en utilisant la parallaxe.
Et comme les rapports relatifs des différentes distances entre le Soleil et les planètes étaient déjà connus de la géométrie, en calculant la distance de parallaxe à Mars, Cassini a pu faire de même pour le Soleil. Son résultat - 146 millions de km - était déjà très proche des estimations modernes. Fait intéressant, au moment où Cassini effectuait ces calculs, il était un adhérent du système géocentrique, c'est-à-dire qu'il recevait des distances proches des bonnes, mais il a construit la carte du système solaire à l'ancienne, avec la Terre au centre. Il a admis plus tard que Copernic avait raison, mais dans une mesure limitée.
Quatrième étape - à nouveau Vénus et les astronomes du monde entier
Pendant ce temps, un autre «double» vénusien approchait (en 1761 et 1769) et les astronomes allaient tirer le maximum de cet événement. Afin de ne pas dépendre des conditions météorologiques et de collecter des données de différents points de la Terre, un grand projet international a été organisé (il est considéré comme presque le premier de l'histoire) sous les auspices de l'Académie française des sciences. Des expéditions scientifiques vers les sites d'observation ont été préparées et envoyées à l'avance. Tout ne s'est pas bien terminé - l'expédition envoyée en Nouvelle-Guinée a disparu dans la jungle.
Mais dans l'ensemble, le projet a été un succès.
À propos, la Russie y a également participé activement. Dans notre pays, il était dirigé par un homme aux talents et à l'énergie extraordinaires - Mikhailo Lomonosov (c'est lui, d'ailleurs, qui a découvert l'atmosphère sur Vénus).
Lomonosov a réussi à obtenir une audience avec l'impératrice Catherine II et à la convaincre de l'importance de ce travail à la fois pour la science et pour le prestige de l'État. Ayant reçu le soutien du trésor, Lomonosov a pu déployer 40 postes d'observation sur le territoire de l'Empire russe. Catherine elle-même vint à l'un d'eux, près de Saint-Pétersbourg, et regarda avec intérêt à travers un télescope.
À la suite de ce grand travail d'astronomes du monde entier, le nombre qui est inclus dans les manuels aujourd'hui a été obtenu. Mais il n'y a pas de limite à la perfection, et après encore cent cinquante ans, le 8 décembre 1874 et le 6 décembre 1882, le prochain passage de Vénus à travers le disque du Soleil fut à nouveau observé par des expéditions scientifiques à travers le monde, affinant les données obtenues. Et puis de nouveau en 2004 et 2012. Cependant, au cours de ces observations, d'autres données utiles ont été obtenues, mais c'est un autre sujet.