Saat ini, ketika astronomi telah kembali ke kurikulum sekolah, siswa sekolah menengah mana pun (yah, secara teori, siapa pun) harus tahu: jarak dari planet kita ke Matahari kira-kira 149,5 juta kilometer. Jarak ini juga disebut satuan astronomi.
Tetapi, jelas bahwa jawaban ini entah bagaimana harus diperoleh, dan para astronom mengambil beberapa langkah, yang berlangsung selama lebih dari satu milenium. Di bawah - lebih lanjut tentang setiap langkah.
Langkah pertama - Aristarchus ateis dan Luna
Aristarchus dari Samos hidup pada abad ke-3 SM dan merupakan astronom yang benar-benar luar biasa. Jauh sebelum Copernicus, dia membangun model heliosentris dari struktur dunia. Cukup akurat menentukan panjang tahun pada 365 + (1/4) + (1/1623) hari. Memperbaiki jam matahari. Dia juga berusaha mengukur jarak dari Bumi ke Matahari dan Bulan. Aristarchus mendedikasikan seluruh risalah untuk ini (omong-omong, satu-satunya karya tertulis dari penulis ini yang sampai kepada kita).
Dengan Bulan, dia mendekati jawaban yang benar: 486.400 km (menurut perhitungan Aristarchus), 380.000 km (jarak rata-rata menurut data modern). Seratus tahun kemudian, astronom kuno lainnya, Hipparchus, mengklarifikasi angka-angka ini. Tetapi dengan Matahari, Aristarchus ternyata berbandul yang sakit-sakitan.
Tapi pertama-tama, tentang bagaimana astronom Yunani kuno mengukur jarak ini secara umum. Diketahui bahwa terkadang Matahari dan Bulan dapat diamati secara bersamaan. Apalagi, ada kalanya Matahari menyinari tepat separuh Bulan. Kemudian sudut "Bumi-Bulan-Matahari" adalah garis lurus, dan dengan mengukur sudut "Bulan-Bumi-Matahari", menggunakan hubungan trigonometri, mengetahui jarak Bumi-Bulan, dicari jarak Bumi-Matahari.
Tapi "itu mulus di atas kertas." Pertama, Aristarchus harus menangkap momen ketika tepat separuh bulan diterangi, dan hampir tidak mungkin melakukannya tanpa teleskop. Dan kedua, sekali lagi, tanpa peralatan pengukur yang serius, untuk mengukur semua parameter secara akurat. Tidaklah mengherankan bahwa orang Yunani salah, dan sangat banyak: sudut α ternyata sebanyak tiga derajat (pada kenyataannya sama dengan 10 menit), dan jarak ke Matahari hanya 7,5 juta kilometer. Berdasarkan jarak ini, Aristarchus sampai pada kesimpulan bahwa Matahari jauh lebih besar dari Bumi. Ini menjadi argumen utama heliosentrismenya (benda terbesar harus berada di pusat alam semesta).
Namun, kesalahan dalam menentukan jarak tidak memainkan peran besar dalam sains; Perhitungan Aristarchus tidak mendapat popularitas sama sekali (bahkan di antara bagian terpelajar dari populasi kota-kota kuno). Alasannya agak politis, intinya ada dalam model alam semesta heliosentrisnya. Ini bertentangan dengan model geosentris yang diikuti oleh konsensus ilmiah. Dan ada yang menyebutkan bahwa mereka bahkan mencoba membawanya ke pengadilan sebagai seorang ateis. Beberapa waktu kemudian, pada awalnya, Hipparchus mengkritik pandangannya, dan kemudian Ptolemeus (yang model geosentrisnya berhasil bertahan hingga Copernicus) sama sekali mengabaikan hasil Aristarchus, berkontribusi pada pelupaan mereka untuk waktu yang lama.
Langkah kedua - lihat Venus (Kepler dan Horrocks)
Manusia membutuhkan hampir dua ribu tahun untuk mengambil langkah selanjutnya menuju sebuah jawaban, tetapi mari kita bersikap adil, ini adalah waktu yang sulit dan ada banyak masalah lain.
Dan untuk memulainya, perlu untuk memilih objek lain untuk diandalkan dalam perhitungan mereka. Pada 1626, astronom dan matematikawan Jerman terkenal Johannes Kepler mengusulkan Venus sebagai kandidat. Pada saat itu, para astronom telah mengetahui tentang satu fenomena astronomi yang agak langka - perjalanan Venus melintasi cakram Matahari, terlebih lagi, itu terjadi dua kali dengan selisih beberapa tahun, dan kemudian ada jeda yang signifikan. Metode yang diusulkan oleh Kepler adalah sebagai berikut: perlu untuk mengukur waktu transit Venus melintasi piringan Matahari dari berbagai titik di Bumi. Dan membandingkan waktu-waktu ini, Anda dapat menemukan jarak dari Bumi ke Venus dan ke Matahari.
Namun, itu terdengar sederhana. Paling tidak, perlu menunggu fenomena ini. Ini digantikan oleh astronom Inggris Jeremy Horox, yang berkorespondensi dengan Kepler dan mengetahui tentang metodenya. Pertama, orang Inggris itu menentukan frekuensi fenomena ini: "ganda" terjadi dengan perbedaan delapan tahun setiap satu setengah abad. Dan yang berikutnya seharusnya terjadi pada tahun 1639. Horrocks bersiap untuk acara tersebut, mengamati langit dari rumahnya di Mach Hole, dekat Preston, dan temannya melakukan hal yang sama dari Salford, dekat Manchester. Pada awalnya, tampaknya keberuntungan telah berpaling dari mereka, karena ada mendung yang lebat hari itu, tetapi setengah jam sebelum matahari terbenam, awan terbelah dan beberapa astronom berhasil melaksanakan rencana mereka. Berdasarkan pengamatan, Horrocks menghitung bahwa planet kita terpisah dari Matahari sejauh 95,6 juta km. Ini sudah lebih dekat dengan kebenaran, tapi masih salah.
– ()
Sampai "penggandaan" Venus berikutnya, perlu menunggu satu setengah abad, dan sementara waktu berlalu, para astronom menggunakannya untuk mencari cara lain untuk menghitung jarak yang diinginkan. Dan astronom Prancis asal Italia Giovanni Domenico Cassini berhasil. Dia umumnya dicatat dalam astronomi sebagai pengamat berbakat (misalnya, dia adalah orang pertama yang melihat Bintik Merah Besar di Jupiter). Pada saat itu, para astronom telah memahami kemungkinan yang ditawarkan oleh pengamatan simultan dari objek yang sama dari tempat yang jauh. Pada 1672, Cassini, bersama dengan astronom Prancis lainnya, Jean Richet, melakukan proyek semacam itu: yang pertama tetap di Paris, dan yang kedua pergi ke Afrika Selatan, tempat Prancis memiliki koloni sendiri. Mereka secara bersamaan mengamati Mars dan, menghitung paralaks, menentukan jaraknya dari Bumi. Parallax, jika ada yang tidak tahu,ini adalah perpindahan atau perbedaan posisi semu suatu objek yang dilihat pada dua garis pandang yang berbeda. Nah, mereka tahu cara menghitung jarak ke suatu benda menggunakan paralaks dalam waktu lama.
Dan karena rasio relatif berbagai jarak antara Matahari dan planet sudah diketahui dari geometri, dengan menghitung jarak paralaks ke Mars, Cassini mampu melakukan hal yang sama untuk Matahari. Hasilnya - 146 juta km - sudah sangat dekat dengan perkiraan modern. Menariknya, pada saat Cassini melakukan perhitungan ini, dia adalah penganut sistem geosentris, yaitu, dia menerima jarak yang mendekati jarak yang benar, tetapi dia membangun peta tata surya dengan cara kuno, dengan Bumi di tengahnya. Dia kemudian mengakui bahwa Copernicus benar, tetapi sampai batas tertentu.
Langkah keempat - lagi-lagi Venus dan astronom di seluruh dunia
Sementara itu, "kembaran" Venus lainnya sedang mendekat (pada 1761 dan 1769) dan para astronom akan memeras secara maksimal dari peristiwa ini. Agar tidak bergantung pada kondisi cuaca dan untuk mengumpulkan data dari berbagai titik di Bumi, sebuah proyek internasional besar diselenggarakan (dianggap hampir sebagai yang pertama dalam sejarah) di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis. Ekspedisi ilmiah ke lokasi observasi dipersiapkan dan dikirim terlebih dahulu. Tidak semuanya berakhir dengan mulus - ekspedisi yang dikirim ke New Guinea hilang di hutan.
Tapi secara keseluruhan, proyek itu sukses.
Omong-omong, Rusia juga berpartisipasi aktif di dalamnya. Di negara kita, dia dipimpin oleh seorang pria dengan bakat dan energi yang luar biasa - Mikhailo Lomonosov (omong-omong, dialah yang menemukan atmosfer di Venus).
Lomonosov berhasil bertemu dengan Permaisuri Catherine II dan meyakinkannya akan pentingnya pekerjaan ini baik untuk sains maupun untuk prestise negara. Setelah mendapat dukungan dari bendahara, Lomonosov dapat menyebarkan 40 pos pengamatan di wilayah Kekaisaran Rusia. Catherine sendiri mendatangi salah satu dari mereka, dekat St. Petersburg, dan melihat dengan penuh minat melalui teleskop.
Sebagai hasil dari kerja keras para astronom di seluruh dunia ini, jumlah yang dimasukkan dalam buku teks hari ini diperoleh. Tetapi tidak ada batasan untuk kesempurnaan, dan setelah seratus lima puluh tahun lagi, pada 8 Desember 1874 dan 6 Desember 1882, perjalanan Venus berikutnya melintasi cakram Matahari kembali diamati oleh ekspedisi ilmiah di seluruh dunia, menyempurnakan data yang diperoleh. Dan kemudian di tahun 2004 dan 2012. Namun, dalam pengamatan ini, data berguna lainnya diperoleh, tetapi ini adalah topik lain.