Как Хоррокс мог измерить AU?

Я всегда понимал, что большое историческое значение прохождения Венеры и причина, по которой экспедиции отправлялись для ее наблюдения, заключались в том, что, наблюдая ее одновременно из двух удаленных мест, можно было измерить абсолютное расстояние до Солнца. Но я читал в нескольких источниках, включая некоторые мои тексты и две статьи в Википедии , что наблюдения Иеремии Хоррокса за прохождением Венеры в 1639 году позволили ему

сделать оценку расстояния между Землей и Солнцем, теперь известного как астрономическая единица (AU)

Хоррокс проводил свои наблюдения из одного места и, следовательно, не мог использовать параллакс (как это было сделано 130 лет спустя ) для получения своей оценки.

Не зная и не зная размеров Солнца и Венеры, как он мог выполнить необходимые расчеты? Использовал ли он просто «хорошо информированное предположение о размере Венеры», упомянутое в статье в Википедии. Если да, то что сделало его "осведомленным"

Ответы (2)

Я думаю, есть объяснение на http://en.wikipedia.org/wiki/Transit_of_Venus,_1639#Results - "Хоррокс предварительно... предложил закон, который гласил, что все планеты (за исключением Марса) будут одинаковыми. угловой размер, если смотреть с Солнца, составляет 28 угловых секунд. Это... привело Хоррокса к ложному заключению, что расстояние между каждой планетой и Солнцем примерно в 15 000 раз больше его радиуса. Таким образом, он оценил расстояние от Земли до Солнце находится примерно в 60 миллионах миль (97 миллионов км)».

Да, это дает понять, что связь была более тонкой, чем я ожидал. Я был сбит с толку, потому что Венера не нужна в реальных расчетах; только в достижении «закона». Я думаю, что теперь понял (см. ссылку в добавленном ответе).

На самом деле Хоррокс напрямую не использовал свои наблюдения за транзитом Венеры для измерения АС, а чтобы подтвердить постулируемую им взаимосвязь между радиусами планет и орбитальным расстоянием , с помощью которой АС можно было рассчитать просто на основе оценки радиуса Земли.

В начале 17 века было широко распространено мнение, что размер планеты каким-то образом связан с ее расстоянием от Солнца. Как выразился Кеплер (1618 г.):

Нет ничего более согласующегося с природой, чем то, что порядок величины должен быть таким же, как порядок сфер, так что среди шести первичных планет Меркурий должен... получить самую узкую сферу; что рядом с Меркурием должна быть Венера, которая крупнее, но все же меньше земной...

Значение наблюдения Хоррокса за прохождение Венеры (1639 г.) в сочетании с более ранними наблюдениями Меркурия и современными оценками относительных размеров орбит Меркурия, Венеры и Земли состоит в том, что это позволило ему быть более точным1 :

Все планеты (за исключением Марса) имеют одинаковый угловой размер, если смотреть с Солнца, этот размер составляет 28 угловых секунд.

Из этого «закона» 2 (иногда называемого «законом Хоррокса») получение оценки АС является вопросом простой тригонометрии, включающей только радиус Земли, 3 р Е , поскольку, если Земля образует угол 28 если смотреть с Солнца

р Е / 1 АС "=" загар ( 28 / 2 )

так что

1 АС "=" ( загар 14 ) 1 р Е 14 , 733 р Е


(1) Хоррикс наблюдал угловой размер Венеры 76 и использовали современные оценки относительных расстояний Солнце-Венера и Солнце-Земля с учетом эксцентриситета орбиты, чтобы вычислить угловой размер Венеры, видимой с Солнца:

76 ( 0,98409 АС 0,7200 АС ) / 0,7200 АС 27.876

Аналогичный расчет, основанный на наблюдениях Гассенди Меркурия в 1632 году (с использованием 20 и значения Кеплера для расстояний Солнце-Меркурий и Солнце-Земля) также дали угловой размер около 28 . Этого, наряду с общими представлениями того времени, по-видимому, было достаточно, чтобы убедить Хоррокса в том, что угловой размер Солнца 28 для всех планет — особенно для Земли, что сделало его расчет АС с точки зрения р Е возможный.

(2) Термин современный. Хоррикс был более осторожен: «Я выдвигаю эту гипотезу не как некую демонстрацию, а как вероятность».

(3) Для которого было доступно множество современных оценок.