Njësia Astronomike (au ose AU) – Përkufizimi dhe shembujt

Njësia astronomike (AU) është një njësi standarde matëse afërsisht e barabartë me distancën midis Diellit dhe Tokës. Ai ofron një shkallë të përshtatshme për krahasimin e distancave të planetëve dhe objekteve të tjera qiellore nga Dielli.

Nga: SCIENCE NOTES > by Anne Helmenstine: Astronomical Unit (au or AU) – Definition and Examples¹

Pikat kryesore

• Njësia astronomike (AU) është distanca mesatare midis Tokës dhe Diellit.
• Është saktësisht 149,597,870.7 km.
• Përdorimi kryesor i AU është shprehja e distancave brenda sistemit tonë diellor².
• Vlera e AU u rafinua disa herë gjatë historisë.
• Në vitin 2012, Unioni Ndërkombëtar Astronomik (IAU) e përcaktoi AU si një vlerë fikse bazuar në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI).

Çfarë është një njësi astronomike? Përkufizim

Çfarë është një njësi astronomike? Përkufizim

Një njësi astronomike (AU) përcaktohet si distanca mesatare midis Tokës dhe Diellit. Vlera aktuale standarde është një vlerë e përcaktuar:

1 AU = 149,597,870.7 km = 1.495978707×10¹¹ m = 149,597,870,700 m

Simboli për njësinë astronomike është AU, au ose a.u. Shkurtesa e preferuar nga Unioni Ndërkombëtar Astronomik është au.

Ndryshimet në simbolin e njësisë astronomike

Kur lexoni dokumente historike, ka simbole të shumta për njësinë astronomike:

• “A.U.” ishte e zakonshme deri në shekullin e 20-të.
• “AU” u bë standard pasi u miratua nga Unioni Ndërkombëtar Astronomik (IAU).
• “au” është shënimi aktual i preferuar sipas IAU që nga viti 2012. Ky simbol përputhet me stilin e vogël të përdorur për njësitë e tjera si “m” për metrin ose “s” për të dytën.

Përdorimet e njësisë astronomike

Njësia astronomike mat kryesisht distancat brenda sistemit tonë diellor dhe sistemeve yjore fqinje. Është e dobishme në:

• Përshkrimi i distancave planetare: Ndihmon në krahasimin dhe shprehjen e distancave të planetëve nga Dielli dhe njëri-tjetri në një mënyrë të drejtpërdrejtë.
• Planifikimi i misionit hapësinor: Lehtëson llogaritjet për trajektoret e anijeve kozmike, veçanërisht për misionet brenda sistemit diellor.
• Thjeshtimi i mekanikës orbitale: Lehtëson përdorimin e ligjeve të Keplerit dhe llogaritjeve të tjera orbitale.
• Komunikimi i distancave me publikun: Ofron një njësi të aksesueshme për shpjegimin e distancave të mëdha në hapësirë.

Zhvillimi i njësisë astronomike

Matjet e hershme

Koncepti i njësisë astronomike daton në astronominë e lashtë greke. Vlerësimet e hershme të distancës Tokë-Diell u mbështetën në matjet e paralaksit³ dhe vëzhgimet themelore gjeometrike:

• Aristarku i Samosit (shekulli i 3-të p.e.s.) ishte një nga të parët që u përpoq të vlerësonte distancën Tokë-Diell. Vlera e tij ishte rreth 20 herë më e madhe se distanca Tokë-Hënë, e cila ishte shumë e vogël.
• Johannes Kepler (shekulli i 17-të) përdori ligjet e tij të lëvizjes planetare për të përmirësuar konceptin e distancave planetare në lidhje me distancën e Tokës nga Dielli.

Shekujt 18 dhe 19: Tranzitet e Venusit

Llogaritjet e para të besueshme të njësisë astronomike erdhën nga vëzhgimet e tranzitit të Venusit nëpër Diell:

• Në 1672, Giovanni Cassini përdori vëzhgime paralakse të Marsit nga dy vende në Tokë për të vlerësuar AU.
• Në shekullin e 18-të, Edmond Halley propozoi përdorimin e tranziteve të Venusit për të marrë një matje më të saktë. Vëzhgimet nga 1761 dhe 1769 rafinuan vlerën në rreth 153 milionë kilometra.

Shekulli i 20-të: Radari dhe astronomia precize

Nga mesi i shekullit të 20-të, përparimet teknologjike përmirësuan matjet e AU:

• Jehona e radarit: Në vitet 1960, shkencëtarët kërcyen sinjale radarësh nga Venusi dhe Marsi për të përcaktuar AU me saktësi të paparë. Kjo metodë reduktoi ndjeshëm pasiguritë.
• Anija kozmike dhe vëzhgimet moderne: Përdorimi i anijeve kozmike dhe diapazoni lazer lejoi matje jashtëzakonisht të sakta. Kjo çoi në vlerën aktuale prej 149,597,870.7 km.

Shekulli i 21-të: Ripërcaktimi i njësisë astronomike

Në vitin 2012, IAU ripërcaktoi njësinë astronomike si një vlerë fikse bazuar në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive⁴ (SI), duke braktisur varësinë e saj historike nga matjet që lidhen me orbitën e Tokës. Përkufizimi i ri është i saktë, duke lejuar përdorim të vazhdueshëm në llogaritjet shkencore. Kjo e lidh njësinë astronomike së bashku me njësitë e tjera. Gjithashtu, meqenëse orbita e Tokës ndryshon, vlera e përcaktuar standardizon matjet.

Ligjet e Keplerit dhe Njësia Astronomike

Njësia astronomike ka një lidhje të drejtpërdrejtë me ligjin e tretë të lëvizjes planetare të Keplerit, i cili thotë:

P² = a³

Ku:

• P është periudha orbitale e një planeti (në vitet e Tokës).
• a është boshti gjysmë-kryesor i orbitës së planetit (në AU).

Ky ligj nënkupton që nëse e dimë periudhën e orbitës së një planeti, mund të përcaktojmë distancën mesatare të tij nga Dielli në njësi astronomike. Ligjet e Keplerit hodhën bazat për të kuptuar strukturën e sistemit tonë diellor dhe marrëdhënien midis karakteristikave orbitale të një planeti dhe distancës së tij nga Dielli.

Tabela e distancave në njësi astronomike

Më poshtë është një tabelë e distancave të ndryshme të shprehura në njësi astronomike:

Objekti ose distanca	Distanca (AU)
Dritë-sekondë	0.002 AU
Ora e dritës	7.2 AU
Viti dritë	63,241 AU
Parsek	206,265 AU
Distanca nga Mërkuri (mesatare)	0.39 AU
Distanca nga Venusi (mesatare)	0.72 AU
Distanca nga Toka (1 AU sipas përkufizimit)	1.00 AU
Distanca midis Tokës dhe Hënës	0.00257 AU
Largësia nga Marsi (mesatare)	1.52 AU
Distanca nga Jupiteri (mesatare)	5.20 AU
Distanca nga Saturni (mesatare)	9.58 AU
Distanca nga Urani (mesatare)	19.22 AU
Distanca nga Neptuni (mesatare)	30.05 AU
Largësia nga Plutoni (mesatare)	39.48 AU
Rripi Kuiper (diapazoni i përafërt)	30–50 AU
Oort Cloud (vlerësimi i brendshëm në skajin e jashtëm)	2,000-100,000 AU
Voyager 1 (distanca aktuale, 2024)	~160 AU
Voyager 2 (distanca aktuale, 2024)	~ 134 AU
Proxima Centauri (ylli më i afërt)	268,000 AU
Qendra Galaktike e Rrugës së Qumështit	1.7 × 10⁹ AU

Konvertimi midis metrave dhe njësive astronomike

Për të konvertuar një distancë në metra (m) në njësi astronomike (AU):

Distanca në AU = Distanca në metra / 1.495978707×10¹¹ m

Për shembull, për të konvertuar 2.5 × 10¹² metra në njësi astronomike:

Distanca në AU = 2.5 × 10¹² m / 1.495978707 × 10¹¹ m ≈ 16.71 AU

Konvertimi midis kilometrave dhe njësive astronomike

Konvertimi midis kilometrave dhe njësive astronomike është i ngjashëm.

Shembull i problemit: Distanca mesatare nga Toka në Mars është afërsisht 225 milionë kilometra. Sa është kjo distancë në njësi astronomike?

Zgjidhja:

Përdorni faktorin e konvertimit 1 AU = 149,597,870.7 km. E vetmja pjesë “e ndërlikuar” është të siguroheni që njësia e padëshiruar (km) të anulohet nga konvertimi.

Distanca në AU = 225,000,000 km / 149,597,870.7 km/AU ≈ 1.50 AU

Pyetjet e shpeshta dhe keqkuptimet e zakonshme

Pyetja 1: A mbetet konstante distanca Tokë-Diell?

• Jo, distanca ndryshon për shkak të orbitës eliptike të Tokës, duke filluar nga rreth 147 milionë km (perihelion) në 152 milionë km (afelion). AU bazohet në distancën mesatare.

P2: A matet gjithmonë një njësi astronomike nga Toka?

• Historikisht, po. AU ishte e lidhur me orbitën e Tokës rreth Diellit. Megjithatë, përkufizimi aktual është një distancë fikse, e pavarur nga pozicioni aktual i Tokës.

Pyetja 3: A mund ta përdorim AU për matjen e distancave ndëryjore?

• AU mund të përdoret për yjet aty pranë, por bëhet jopraktike për shkallë më të mëdha. Vitet dritë ose parseket janë më të përshtatshme për distancat ndëryjore.

P4: Pse u ripërcaktua AU në 2012?

• Ripërkufizimi eliminoi varësinë nga distanca e ndryshueshme Tokë-Diell dhe siguroi një vlerë të saktë dhe fikse për llogaritjet.

Pyetja 5: A mat AU distancën nga qendrat e sipërfaqeve të Diellit dhe Tokës?

• Njësia astronomike (AU) mat distancën nga qendra e Diellit në qendër të Tokës, jo nga sipërfaqja e Diellit në sipërfaqen e Tokës. Ky është një dallim i rëndësishëm sepse rrezja e Diellit është rreth 695,700 kilometra, dhe rrezja e Tokës është rreth 6,371 kilometra. Nëse do të matnim distancën nga sipërfaqja në sipërfaqe, ndryshimi do të ishte i rëndësishëm, veçanërisht duke marrë parasysh shkallën e AU.

Fakte interesante rreth njësisë astronomike

• Duhen rreth 8.3 minuta që drita të udhëtojë 1 AU nga Dielli në Tokë.
• Nëse do të rreshtonit distancën Tokë-Hënë nga fundi në skaj, do të duheshin rreth 389 distanca të Hënës për të barazuar 1 AU.
• Distanca midis Tokës dhe Marsit varion nga rreth 0.5 AU në 2.5 AU në varësi të pozicioneve të tyre relative në orbitë.
• Anija kozmike Voyager 1, e lëshuar në vitin 1977, është aktualisht objekti më i largët i krijuar nga njeriu nga Toka, me mbi 160 AU.
• Proxima Centauri, ylli më i afërt me sistemin tonë diellor, është rreth 268,770 AU larg.
• Njësia astronomike ishte vendimtare në matjet e hershme të shpejtësisë së dritës⁵ duke vëzhguar lëvizjen e hënave të Jupiterit.

Referencat

• Brumfiel, Geoff (2012). “Njësia astronomike fiksohet: Distanca Tokë-Diell ndryshon nga ekuacioni i rrëshqitshëm në një numër të vetëm”. Natyra. doi:10.1038/nature.2012.11416
• Hussmann, H.; Sohl, F.; Oberst, J. (2009). “§ 4.2.2.1.3: Njësitë astronomike“. Në Trümper, Joachim E. (red.). Astronomia, Astrofizika dhe Kozmologjia – Vëllimi VI/4B Sistemi Diellor. Springer. f. 4. ISBN 978-3-540-88054-7.
• Byroja Ndërkombëtare e Peshave dhe Masave (2022). Sistemi Ndërkombëtar i Njësive (botimi i 9-të). ISBN 978-92-822-2272-0.
• Luque, B.; Ballesteros, FJ (2019). “Në Diell dhe më gjerë”. Fizika e Natyrës. 15: 1302. doi:10.1038/s41567-019-0685-3
• Noerdlinger, Peter D. (2008). “Humbja e masës diellore, njësia astronomike dhe shkalla e sistemit diellor“. Mekanika Qiellore dhe Astronomia Dinamike. 0801: 3807.

–

Referenca

1. Astronomical Unit (au or AU) – Definition and Examples ↩︎
2. Solar System – Definition, Facts, Planets ↩︎
3. Parallax – Definition, Examples, Uses ↩︎
4. SI Base Units ↩︎
5. What Is the Speed of Light? ↩︎