到18世纪初,天文学家已经确定了行星之间的相对距离——开普勒定律精确给出了比例——但还没有可靠地测量出地球到太阳的绝对距离,即天文单位,这决定了整个太阳系的规模。

1716年,天文学家埃德蒙·哈雷发表了一种利用罕见事件的方法:当金星直接从地球和太阳之间穿过时,其阴影在太阳圆面上的位置和出现时间会因观察者在地球上的位置不同而略有差异,因为金星离地球足够近,这种视差可以被检测到,而太阳本身则不行。

派遣观察员前往全球各地对金星凌日进行计时,利用不同地点之间的视差差异作为信号——这是任何单一天文台都无法产生的测量。

太阳的距离由视差定义,而视差只出现在两个观察者之间的差异中。

没有任何单一天文台能看到这种差异,所以仅仅改进仪器永远无法揭示它。

从许多不同地点对金星凌日进行计时,创造了所需的基线。

数学上将这些计时结果结合起来,将局部数据转化为全球测量。

当某个量只存在于跨观察点的差异中时,要从分离本身构建测量,而不是依赖更锐利的单一仪器。

尽管观测上存在“黑滴效应”的困难,限制了精确计时,但结合国际数据,法国天文学家杰罗姆·拉朗德于1771年计算出日地距离约为1.53亿公里,与现代测量值1.496亿公里相差约1%,比以往任何估计都精确得多,其中一些估计误差高达十倍或更多。该方法在后来的1874年和1882年的额外凌日数据中得到进一步改进,最终在20世纪被雷达测量所取代。

从这里,追溯依据

参考来源

  1. How Far to the Sun? The Venus Transits of 1761 & 1769 Ohio State University, Department of Astronomy (Prof. Richard Pogge, course lecture notes) · astronomy.ohio-state.edu
  2. Transits of Venus: Introduction Museum of the History of Science, University of Oxford · transits.mhs.ox.ac.uk