지구와 태양까지의 거리는 어떻게 측정이 가능한가요?

Question

지구와 태양까지의 거리는 어떻게 측정이 가능한가요? 별에서 별까지의 거리 길이를 잰다는 개념이 상상이 안가서 질문드립니다^^

Answer 1

안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.

지구와 태양 사이의 거리는 천문학적 단위(Astronomical Unit, AU)로 측정됩니다. 1 AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리인 약 149,597,870.7 킬로미터를 의미합니다.

이 거리는 삼각측량법을 사용하여 측정됩니다. 지구에서 한쪽 끝이 지면에 닿는 막대기를 세워 두고, 다른 쪽 끝을 바라보는 두 명의 관측자를 각각 지구의 서로 다른 지점에 위치시킵니다. 그리고 지구의 공전에 따라 지면에서 지구와 태양 사이의 위치가 변화하면서 막대기의 위치가 약간씩 바뀌게 됩니다. 이를 이용하여 삼각함수를 사용하여 지구와 태양 사이의 거리를 측정할 수 있습니다.

또한, 최신의 기술을 사용하여 레이저를 이용한 거리측정 등 다른 방법도 사용되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

지구와 태양 간의 거리를 측정하는 가장 일반적인 방법은 삼각측량법(triangulation)을 사용하는 것입니다. 이 방법은 기하학적인 원리에 따라 삼각형의 변의 길이와 각도를 측정하여 거리를 계산하는 방법입니다.

삼각측량법을 사용하여 지구와 태양 사이의 거리를 측정하기 위해서는 먼저 지구의 반지름을 알아야 합니다. 지구의 반지름은 지구의 중심에서 지표면까지의 거리를 말합니다. 이 값은 지구의 국지적인 지형과 해수면의 변화 등으로 인해 지역마다 차이가 있을 수 있으며, 평균적으로는 약 6,371 km입니다.

그 다음으로는 지구와 태양 사이의 각도를 측정합니다. 이를 위해서는 지구 상의 두 지점에서 동시에 태양을 바라보고, 그 사이의 각도를 측정해야 합니다. 이 각도를 지구에서 본 태양의 지름각(parallax)이라고 합니다.

지구와 태양 사이의 거리는 지름각과 지구 반지름, 그리고 삼각함수의 원리를 이용하여 계산됩니다. 이를 통해 지구와 태양 사이의 평균 거리를 약 149,597,870 km로 추정할 수 있습니다. 이 거리를 천문학에서는 천문단위(Astronomical Unit, AU)로 표시합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이수현 과학전문가입니다.

연주시차는 지구가 태양을 1년에 한 바퀴 도는 공전 주기를 이용하는 측정 방법입니다. 거리를 측정하고자 하는 별을 1월에 위치를 측정하고, 또 7월에 측정하여 사진과 같이 직선을 그어 그로 인해 측정할 수 있는 각도의 절반을 연주시차(P)라고 합니다. 연주시차와 태양과 지구 사이의 거리를 가지고 기하학적으로 거리를 가늠하는 것입니다.

그림1(이미지출처 : 네이버지식백과-천문학백과-연주시차)

이 방법으로는 지구가 움직일 때 그 위치가 변하지 않는 항성(별)은 쉽게 계산할 수 있지만 같이 움직이는 행성은 계산이 복잡해질 수 있습니다. 또한 너무 먼 거리는 연주시차의 값이 작아져서 계산 자체가 불가능해지기도 합니다. 그래서 연주시차로 계산하지 못하는 거리를 측정하는 방법에는 '세페이드 변광성'이 있는데요. 우주에는 일정한 주기로 밝기가 밝아지고 어두워지는 별이 존재합니다. 이를 '세페이드 변광성'이라고 하는데요. 그래서 그 별의 밝고 어두워지는 주기를 관측하면 일정 수준의 밝기를 가지고 있음을 알 수 있습니다. 만약 같은 밝기라면 가까이 있을수록 더 밝고, 멀리 있으면 어둡게 보이겠죠? 그 원리를 이용해 거리를 측정하는 방법입니다.

연주시차나, 세페이드 변광성을 통해 거리를 직접 계산해보려면 삼각함수나, 빛과 거리 등에 대한 이해가 필요합니다.

그림2(이미지출처 : 네이버지식백과-별까지의 거리와 별의 밝기)

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

뢰머 관측 3년 전에 그 유명한 카시니가 삼각 측정을 가지고 지구와 화성 사이의 거리를 쟀지요.

화성의 궤도 등은 이미 잘 알려져 있었습니다. 관측은 쉬웠으니까, 거리만 몰랐는데 거리를 잰거지요.

지구와 화성 사이의 거리를 알았으니 나머지는 비례식이었죠.

지구 자체의 크기도 삼각측정이었습니다.

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.지구와 태양 사이의 거리를 측정하는 데에는 여러 가지 방법이 사용됩니다. 이 중에서 가장 대표적인 방법은 삼각측량법입니다.

삼각측량법은 지구 상의 두 지점에서 태양을 바라보면서 측량하는 방식입니다. 이 때 지구 상의 두 지점 간의 거리를 미리 알고 있다면, 이를 이용하여 지구와 태양 사이의 거리를 계산할 수 있습니다.

지구 상의 두 지점 간의 거리를 측정하는 방법에는 GPS(Global Positioning System)를 이용하는 방법과 지구 상의 두 지점 간의 거리를 측정하는 레이저 측정기를 사용하는 방법 등이 있습니다.

이러한 방법을 통해 지구와 태양 사이의 거리를 계산하면, 이를 천문학적 단위(Astronomical Unit, AU)로 표현합니다. 1 AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리인 약 149,597,870.7 km입니다.

Answer 6

지구와 태양 사이의 거리를 측정하는 방법 중 하나는 "삼각측량법"입니다. 이 방법은 삼각형의 세 변 중 두 변과 이들 사이의 각도를 알면 나머지 한 변의 길이를 계산할 수 있다는 원리에 기반합니다.

지구와 태양의 거리를 측정하기 위해서는 지구의 두 곳에서 동시에 태양을 관측해야 합니다. 이때 지구의 고도를 측정하여 지구와 태양 사이의 각도를 계산하고, 지구와 태양 사이의 거리와 각도로부터 태양의 크기를 계산합니다. 이후, 태양의 크기와 실제 크기를 비교하여 지구와 태양 사이의 거리를 계산할 수 있습니다.

이 방법은 지구에서 적도와 북극 지역에서 측정한 결과를 비교하여 더욱 정확하게 거리를 측정할 수 있습니다. 또한, 이 방법은 지구와 태양 사이의 거리를 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 지구와 다른 천체 사이의 거리 측정에도 사용됩니다.

Answer 7

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

지구와 태양 사이의 거리를 측정하기 위해서는 삼각측량 기법이 사용됩니다. 이 방법은 삼각형의 변의 길이와 각도를 이용하여 다른 변의 길이를 구하는 방법입니다.

우선 지구와 태양 사이의 거리를 측정하기 위해서는 지구의 위치와 태양의 위치를 정확하게 파악해야 합니다. 이를 위해서 천문학자들은 지구와 태양 사이의 거리를 가장 가깝게 지나가는 때인 퍼힐리온(perihelion)과 가장 멀게 지나가는 때인 아페리온(aphelion)을 측정합니다.

그리고 지구의 위치에서 살짝 기울어진 두 개의 직각삼각형을 생각합니다. 하나는 지구와 태양, 다른 하나는 지구와 명확하게 알려진 먼 천체(보통은 가까운 별)를 이용하여 그 삼각형을 이룹니다.

그 다음 지구에서 측정한 지구와 태양 사이의 각도와 지구와 먼 천체 사이의 각도를 이용해 두 삼각형이 이루는 각을 구합니다. 이를 이용하여 태양과 지구 사이의 거리를 계산할 수 있습니다.

이 방법을 통해 지구와 태양 사이의 평균 거리는 약 149,600,000km로 측정되었습니다.