天文科普地球和太阳的距离有多远

如题所述

【地球与太阳的距离】
地球围绕太阳的轨道是一个近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。因此,在一年乃至一天之内,日地距离都在不断变化。
每年1月初,地球位于其公转轨道的近日点,此时日地距离达到最小值,约为1.471亿千米。
每年7月初,地球位于其公转轨道的远日点,此时日地距离达到最大值,约为1.521亿千米。
地球与太阳的平均距离为1.521×10^8千米,大约在每年七月初,而最小距离为1.471×10^8千米,大约在每年一月初。人们将地球与太阳之间的距离定义为一个天文单位,其整数值为1亿5千万千米。这个距离相当于地球直径的11700倍。即使以每秒1000千米的速度乘坐飞机,也需要17年才能到达太阳;而以每秒11.23千米的宇宙飞船速度,也需要150多天。太阳光照射到地球需要大约8分多钟。
【测量地球到太阳的距离】
太阳与地球之间的距离在天文学上称为“天文单位”,这是许多天文测量的基础。测量日地距离的方法有多种,例如利用金星凌日(即太阳、金星和地球恰好在一条直线上)或利用小行星来测量日地距离。历史上,科学家使用前者方法测量出地球到太阳的距离,并据此计算出日地平均距离。具体做法是从地球上发出雷达波,打到金星上并反射回来,通过三角函数计算出日地平均距离为149,597,870公里,大约为15,000万公里。
【太阳的未来】
太阳目前正处于其生命周期中最稳定的主序星阶段。对于像太阳这样质量的恒星来说,主序星阶段可持续大约110亿年。太阳由于释放光和热而逐渐收缩,收缩过程中中心密度增加,压力升高,导致氢燃烧更剧烈,温度上升,亮度增强。自45亿年前进入主序星阶段以来,太阳的亮度已经增强了30%,并预计将继续增强,导致地球温度上升。
大约65亿年后,太阳将结束主序星阶段,预计那时它的亮度将是现在的2.2倍,地球平均温度将比现在高出约60℃。即使地球上仍有海水,也可能被蒸发殆尽。届时,火星可能反而成为最适合人类居住的星球。在主序星阶段,恒星自身引力造成的向内收缩力与因燃烧引起的向外膨胀力达到平衡。但65亿年后,太阳中心氢将燃尽,只剩下外层球壳有氢燃烧。球壳内不再燃烧的区域,由于向外膨胀的力减弱,开始急速收缩,太阳变得更亮,球壳外侧因受影响而温度升高并膨胀,这标志着另一个阶段——红巨星阶段的开始。红巨星阶段可持续数亿年,太阳亮度可达到现在的2000倍,木星和土星周围温度升高,它们的卫星和环将被蒸发。最后,太阳外层可能膨胀至接近地球轨道。
在此同时,太阳不断放出气体,最终质量减少至主序星阶段的60%。由于太阳引力减弱,行星开始远离太阳。当太阳质量减少至60%时,行星与太阳的距离将比现在扩大70%。尽管水星和金星可能被吞没,但地球应该能在太阳外层到达之前拉开距离而存活。火星和木星型行星(木星、土星、天王星、海王星)也可能幸存。
太阳这类质量的恒星,其中心部分只会收缩到一定程度,温度只会升高到某种程度,中心部分的火会逐渐熄灭。太阳逐渐失去光芒,膨胀的外层部分将收缩,冷却成为致密的白矮星。通过红巨星阶段留存下来的行星将继续围绕太阳运行,所有一切都将被冻结,最后太阳系将迎来寂静状态的终结。
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