Читал про то, что от Земли до Солнца 150 миллионов километров, до Плутона вообще 6 миллиардов. Не могу понять как это вообще измеряли. Линейку не натянешь, до Луны хотя бы лазером отражали, а до Нептуна как? Просто интересно стало, в школе это как то не объясняли нормально.
Коротко: радарная локация, тригонометрический параллакс и законы Кеплера.
Сначала астрономы точно определили расстояние до одной точки - до Венеры. Во время прохождения Венеры по диску Солнца наблюдатели из разных точек Земли фиксировали момент касания. Разница в долях секунды позволяла через параллакс вычислить расстояние. Это был XVIII-XIX век.
В 1961 году до Венеры добили радаром - послали импульс, засекли время возврата. Скорость света известна точно, расстояние получается делением. Погрешность получилась около 1500 км при дистанции в 40 миллионов - это невероятная точность для того времени.
Зная расстояние до Венеры и применяя третий закон Кеплера (квадраты периодов обращения планет пропорциональны кубам большых полуосей орбит), вычисляют расстояния до всех остальных планет. Период обращения любой планеты виден через телескоп, это и есть входные данные.
До дальних планет (Уран, Нептун) сигнал идет часами, но метод тот же - радар. До Нептуна сигнал идет около 4 часов в одну сторону.
Параллакс. Смотришь на близкую звезду зимой и летом - она немного смещается на фоне далеких звезд. Чем ближе объект, тем больше смещение. Зная диаметр орбиты Земли и угол смещения, считаешь расстояние через тригонометрию. Для планет работает аналогично, только наблюдатели разнесены по поверхности Земли, а не во времени.
Хочу добавить про астрономическую единицу - это как раз среднее расстояние от Земли до Солнца, примерно 149,6 млн км. Астрономы используют её как базовую линейку для всей Солнечной системы. Сказать "Юпитер в 5,2 а.е." проще, чем говорить миллиарды километров.
А само это базовое расстояние Земля-Солнце сейчас определено через те же радарные данные и телеметрию космических аппаратов типа "Вояджера". Когда знаешь точное положение аппарата по времени полета и скорректированной траектории, получаешь очень точную сетку расстояний по всей системе.
Ну смотри, тут интересный момент с историей. До изобретения радара у людей вообще не было способа измерить эту дистанцию напрямую. Всё строилось на геометрии и наблюдениях за прохождениями Венеры. Специально снаряжали экспедиции по всему миру - в Сибирь, на мыс Доброй Надежды, на острова Тихого океана - чтобы наблюдать одно и то же явление из разных точек одновременно. Результаты потом сравнивали и вычисляли параллакс.
И даже так ошибка в XIX веке составляла несколько процентов. Точную цифру получили только в XX веке с помощью радиолокации.
Между прочим, понятие "измерить расстояние" тут требует уточнения. Орбиты планет эллиптические, поэтому расстояние от Солнца до, скажем, Марса меняется от 206 до 249 миллионов км в зависимости от положения в орбите. Когда говорят "среднее расстояние" - имеют в виду большую полуось эллипса, а не среднеарифметическое реальных расстояний. Это разные числа, хотя разница небольшая.
Википедия все подробно описывает если что. Там прямо по методам разбито.
Про законы Кеплера понял, это круто на самом деле. Спасибо!