测量太阳质量

2025-04-09 11:47:42
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回答1:

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?)。