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太阳在不断地损失质量。离我们最近的恒星正在通过太阳风、日冕物质抛射和简单地发射光来释放物质。随着这个燃烧的庞然巨物开始一个新的太阳周期,它每秒持续损失约60亿公斤(大约相当于16座帝国大厦的重量)的质量。这也许看起来很多,但是和太阳的总质量(大约2*10^30公斤)比起来,这个质量损失率是微乎其微的。不管质量损失有多小,太阳质量都不再是始终不变的了。由于物理常数是基于太阳质量的,所以在天文计算中使用天文单位(AU)时就会出现问题。
天文单位通常用于描述太阳系内的距离。举个例子,1AU大约等于从太阳到地球轨道的平均距离(定义为149,597,870.691公里)。火星的平均轨道为1.5AU,水星平均约0.4AU……但是1AU的距离是怎么定义的呢?通常它被认为是太阳地球轨道的平均距离,实际上正式定义是:无质量的天体在2Ï€(日地距离)每千天(也就是一年)中绕太阳公转的不受干扰的圆形轨道的半径。这就出现了一个问题:官方计算基于一个常数“k”,这个常数又基于太阳的恒质量。但是问题是,太阳的质量不是恒定的。
由于质量通过太阳风和辐射损失了(由爱因斯坦质能方程E=mc^2可知辐射能会损失太阳质量),天文单位的值会增加,并且由它的定义,行星的轨道也会增加。经过计算,如果人们在未来的计算中继续使用现在的AU,水星将在200年的时间内落后于目前的轨道位置5.5公里。尽管极少数人认为,天体物理学家不太可能因为因这差异而失去睡眠,物理常数就应该是个不变的数,现在仍有呼吁通过把所有AU一起丢弃来重新校正AU值。
“当前的定义对一年级的科学课程来说适用了,但是对于科学与工程用途,修正AU是很有必要的。”——皮特 诺德林格,加拿大圣玛丽大学天文学家。
当需要高精度来计算大量距离或长时间内的数量时,校正物理学中经典“常数”是至关重要的,因此AU(当前定义)可以降级为距离的一般描述,而不是作为标准的科学单位。
天文单位(符号:au,ua或者AU)是长度的单位,大约是地球到太阳的距离。但是该距离随地球绕太阳运行而变化,从最大(远日点)到最小(近日点),然后每年一循环。最初被认为是地球远日点和近日点的平均值,自2012年以来,它的精确定义为149,597,870,700米,约1.5亿公里(9300万英里)。天文单位主要用于测量太阳系内或其他恒星周围的距离,它也是定义天文长度的另一个单位——秒差距的基本组成部分。
符号用法的历史
天文单位已使用了多种单位符号和缩写。在1976年的一项决议中,国际天文联合会(IAU)使用了符号A来表示等于天文单位的长度。在天文学中,符号AU曾经(并且现在仍然)很常见。2006年,国际度量衡局(BIMP)建议使用ua作为该单位的符号。在ISO 80000-3(2006)的非规范性附录C中,天文单位的符号为“ua”。
国际天文联合会在2012年指出“天文单位目前使用了各种符号”,建议了使用“au”符号,美国天文学会(AAS)主要期刊的原稿准备指南就是这么做的。在2014年修订版和2019版SI手册,国际度量衡局使用了单位符号“au”。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. universetoday- Kino
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