在 8月下旬于中國北京舉行的國際天文學(xué)聯(lián)合會大會上,天文學(xué)家重新定義了太陽系中最重要的距離。天文單位(AU)——從地球到太陽的距離——終于從一個模棱兩可的估算變成了一個單一的數(shù)字。
在天文學(xué)中,日地距離是一個歷史最悠久的數(shù)值。對日地距離的第一次準確測量是在1672年,當時著名天文學(xué)家Giovanni Cassini在法國巴黎觀測火星,同時他的同事Jean Richer則在南美洲的法屬圭亞那觀測這顆紅色的行星??紤]到這兩次觀測之間的視差或角度差,天文學(xué)家計算了從地球到火星的距離,并利用這一結(jié)果最終得出了從地球到太陽的距離。他們的結(jié)果是1.4億km——這與今天的數(shù)值差不了太多。
直至20世紀后半葉,這種視差測量法依然是推導(dǎo)太陽系中任意距離的唯一可靠途徑,天文單位也因此一直被表示為可將角度測量轉(zhuǎn)化為距離的一個基本常數(shù)組合。而近些年來,天文單位被定義為:“在太陽引力作用下沿圓軌道以每天0.017 202 098 95 rad(即所謂的高斯引力常數(shù))的角速度運動的試驗粒子的軌道半徑?!倍@一定義給天文學(xué)家?guī)砹寺闊?。德國德累斯頓技術(shù)大學(xué)的天文學(xué)家Sergei Klioner表示,它經(jīng)常讓天文學(xué)學(xué)生感到困惑不解;更重要的是,它有悖于愛因斯坦的廣義相對論,從而給研究太陽系模型的行星科學(xué)家造成了巨大的痛苦。同時,太陽自身也引發(fā)了另一個問題:高斯引力常數(shù)以太陽的質(zhì)量為基礎(chǔ),因此天文單位與太陽質(zhì)量被密不可分地聯(lián)系在一起;然而太陽的質(zhì)量正隨著能量輻射而減少,這就使天文單位也在緩慢發(fā)生著變化。
重新定義天文單位大概花了幾十年的時間——當代天文學(xué)家利用航天器、雷達和激光直接測量了這一距離。改進后的定義抹去了老的天文單位存在的所有問題。修訂的距離與太陽質(zhì)量沒有任何關(guān)系。因“米”被定義為光在真空中旅行1/299 792 458 s的距離,而光速在所有的參照系中都是恒定的,從而使天文單位不再隨著觀測者在太陽系中的位置不同而發(fā)生變化。