科学家如何测量太阳质量的？

2024-11-11 07:57:35

推荐回答（5个）

回答1：

地球和太阳间的引力：F=GMm/r*r（G是引力常数,M是太阳质量,m是地球质量,r是地球和太阳的距离）
地球受的向心力：F=ma=4mv*v/r（v是地球公转的速度,可以通过日地距离和公转周期1年算出）
通过这两个式子联立就可以计算出太阳的质量。

(1)三角视差法
河内天体的距离又称为视差,恒星对日地平均距离（a）的张角叫做恒星的三角视差(p),则较近的恒星的距离D可表示为：
sinπ＝a/D
若π很小,π以角秒表示,且单位取秒差距(pc),则有：D=1/π
用周年视差法测定恒星距离,有一定的局限性,因为恒星离我们愈远,π就愈小,实际观测中很难测定.三角视差是一切天体距离测量的基础,至今用这种方法测量了约10,000多颗恒星.
天文学上的距离单位除天文单位（AU）、秒差距(pc)外,还有光年(ly),即光在真空中一年所走过的距离,相当94605亿千米.三种距离单位的关系是：
1秒差距(pc)＝206265天文单位(AU)＝3.26光年＝3.09×1013千米
1光年(1y)＝0.307秒差距(pc)＝63240天文单位(Au)＝0.95×1013千米.
(2)分光视差法
对于距离更遥远的恒星,比如距离超过110pc的恒星,由于周年视差非常小,无法用三角视差法测出.于是,又发展了另外一种比较方便的方法--分光视差法.该方法的核心是根据恒星的谱线强度去确定恒星的光度,知道了光度（绝对星等M）,由观测得到的视星等(m)就可以得到距离.
m - M= -5 + 5logD.
(3)造父周光关系测距法
大质量的恒星,当演化到晚期时,会呈现出不稳定的脉动现象,形成脉动变星.在这些脉动变星中,有一类脉动周期非常规则,中文名叫造父.造父是中国古代的星官名称.仙王座δ星中有一颗名为造父一,它是一颗亮度会发生变化的“变星”.变星的光变原因很多.造父一属于脉动变星一类.当它的星体膨胀时就显得亮些,体积缩小时就显得暗些.造父一的这种亮度变化很有规律,它的变化周期是5天8小时46分38秒钟,称为“光变周期”.在恒星世界里,凡跟造父一有相同变化的变星,统称“造父变星”。
2 天体测量方法
1912 年美国一位女天文学家勒维特（Leavitt 1868--1921）研究小麦哲伦星系内的造父变星的星等与光变周期时发现：光变周期越长的恒星,其亮度就越大.这就是对后来测定恒星距离很有用的“周光关系”.目前在银河系内共发现了700多颗造父变星.许多河外星系的距离都是靠这个量天尺测量的.
(4)谱线红移测距法
20 世纪初,光谱研究发现几乎所有星系的都有红移现象.所谓红移是指观测到的谱线的波长(l)比相应的实验室测知的谱线的波长(l0)要长,而在光谱中红光的波长较长,因而把谱线向波长较长的方向的移动叫做光谱的红移,z=(l-l0)/ l0.1929年哈勃用2.5米大型望远镜观测到更多的河外星系,又发现星系距我们越远,其谱线红移量越大.
谱线红移的流行解释是大爆炸宇宙学说.哈勃指出天体红移与距离有关：Z = H*d /c,这就是著名的哈勃定律,式中Z为红移量；c为光速；d为距离；H为哈勃常数,其值为50～80千米／(秒·兆秒差距).根据这个定律,只要测出河外星系谱线的红移量Z,便可算出星系的距离D.用谱线红移法可以测定远达百亿光年计的距离

回答2：

对于太阳这种有卫星（太阳的卫星应该叫做行星吧~）这样的天体，测定它的质量还是非常容易的。利用卫星的公转就可以求出主星的质量了。
就利用我们生活的地球就可以做到这一点。
我们地球绕太阳公转的轨道是一个近似的圆轨道，对于圆轨道，有这样一个性质，在每一个时刻离心力和万有引力相等。
太阳和地球之间的离心力=GMm/R^2
离心力=m(2π/T)^2*r
将两式子连等GM/R^2=(2π/T)^2*R
其中有G（万有引力常数）——可以通过卡文迪许实验测得
M——要求的太阳质量
R——日地平均距离（利用金星凌日或者想金星发射雷达波测量）
T——地球公转的周期，通过观测天体的周年运动测得。
G，R，T都是容易测量的数字，这样一来就可以测定太阳的质量M了。

还相对楼上两位网友的回答说一下自己的看法。
一楼的网友说的是正确的，这样的话可以使结果更加精确，但是按照一楼网友的做法，这个计算量可不是说着玩的。我承认我在上面的过程中进行了近似（地球轨道并不是一个完整的圆轨道），会导致1%左右的误差，但是比起这1%的误差，向楼上这样大动干戈恐怕意义不大吧。
至于二楼的网友，理论上也是可行的，但是请问您怎么求出太阳的密度呢？这可不是一个好解决的问题啊。本人为什么要绕一圈呢？因为在上面的方法中，别的量都是容易求得。

回补充提问：
如何在生活中测定这些数据：
根据本人在上面所说的方法，需要测定T，R和G
T是非常容易测量的，在古埃及时代就已经知道地球公转一周是365天了，怎么样测量？比如今天天狼星和太阳同时升起，那再过365天又看到他和太阳同时升起。就可以知道地球公转一周是365天。
G不太容易测定，在牛顿提出万有引力之后经过了几十年才测定了出来。利用的是卡文迪许实验（楼主可以参考百度百科http://baike.baidu.com/view/19638.htm#4），这样的实验理论上也是可以自己做的，但是对于设备的要求很高。
R测定出来的时间更加晚了，要到19世纪才测定出来。当时测定是利用金星凌日在地球上不同的地区看到金星凌日时间的不同进行测定。但这对于仪器的要求也不低。
太阳的质量是到19世纪才尘埃落定的一个数字，为什么呢？因为在这之前科学技术还不足以测定某些常量。如果楼主想凭借自己的力量来测定太阳质量，必须拥有19世纪的仪器，仅仅凭借一些简单的仪器恐怕是远远不够的（否则古埃及、古希腊、古中国人也早就可以测定出太阳的质量了对不？）。

回答3：

通过万有引力定律来测量的，GMm/R^2=mV^2/R
需要知道的量有万有引力常量G，太阳据地球的距离R，已经地球绕太阳运动的线速度V。这些量的测得的方法如果需要可以在网上搜索一下，有些方法是很巧妙的。
希望我的回到对你有帮助。

回答4：

这个是根据天体运动测算的，也就是万有引力，根据运动规律加上公式，你要测算估计不太可能啊，没有仪器，还要判断哪些星球的引力可以忽略，还要知道引力方向和太阳系银河系运动规律，估计就算你查到了数据也很难算出来的

回答5：

测算到它所含的物质,计算体积,以及平均密度,然后一乘就得出了

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