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阿里斯塔克测量日月距离和大小比例

古希腊天文学家阿里斯塔克于公元前约310年出生在萨摩斯岛。关于他的个人生活,现在几乎一无所知。但他的工作成就表明,他极其富有创见。阿里斯塔克既是一位优秀的观测家,又是一位天才的理论家。大约在公元前260年,阿里斯塔克指出,假设所有行星(包括地球)都环绕太阳运行,那么一切天体的运动就很容易解释了。由于这一论点,他被近代科学家称为哥白尼的先行者,但当时的学者却不能接受。阿里斯塔克的著作大多已失传,只有《论日月的大小和距离》一文流传到了今天。人们从中了解到,他是何等巧妙地测量了太阳和月亮的距离与大小。

古希腊天文学家

阿里斯塔克是怎样做的呢?这可以归结为以下三个步骤:首先,确定太阳与地球的距离(日地距离)同月亮与地球的距离(月地距离)之比;其次,由日地距离同月地距离之比推算日、月的大小比例;最后,测算地月大小之比,以及日地大小之比。

对于上面所说的第一步,阿里斯塔克提出,月亮在上弦时被照亮一半,这时太阳、地球和月亮恰好构成一个直角三角形,月亮位于直角顶点。他根据观测确定,此时太阳和月亮在天穹上相距87°,并由此推算出日地距离是月地距离的19倍。从原理上讲,这种方法完全正确。但遗憾的是,当时阿里斯塔克没有精确测量角度的仪器,他的估算结果误差相当大。实际上,太阳与地球的距离大约要比月亮与地球的距离远上400倍。

阿里斯塔克测量日、月到地球距离之比值的方法Ⓑ

对于上述第二步,阿里斯塔克指出,日全食时月亮恰好能挡住整个太阳,所以从地球上看去它们的角直径必定相等。由于太阳的距离是月亮的19倍,太阳真正的直径必定也就是月亮的19倍。

最后,阿里斯塔克又通过在月食时观测地球的影子,计算出地影的宽度,并由此推算出月球的直径是地球直径的1/3。这一估计基本正确,地球的直径实际上是月球直径的3.8倍。由此,阿里斯塔克得出太阳的直径是地球直径的19× =6 倍,而太阳的体积则是地球的200多倍。

在人类历史上,阿里斯塔克第一次利用正确的科学原理,大胆尝试测定天体的距离,这是非常令人钦佩和值得赞扬的。在阿里斯塔克看来,小物体应该围绕大物体运转,而比地球还大200多倍的太阳如果绕着地球转动的话,那真是太不合乎逻辑了。所以他猜想,不是太阳绕着地球转,而是地球环绕着太阳运行。这一天才的猜测,比波兰天文学家哥白尼严格论证日心学说早了17个世纪。可惜的是,他在时代的前面走得太远了,当时没人能理解他。倘若不是阿基米德在著作中提及的话,阿里斯塔克的这一想法很可能早就被世人遗忘了。

埃及亚历山大城最著名的遗址之一——古罗马人建造的庞培

公元前约230年,阿里斯塔克在著名的亚历山大城去世。 kue79Q6ek6dV0JYenhB9PcBsSZsdG6LunB2UCIs2dPJUG0InTgmadP7a6Ly0a93g

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