质量如何计算(太阳质量如何计算)

太阳质量如何计算

在茫茫宇宙中,太阳只是一颗非常普通的恒星。在广袤浩瀚的繁星世界里,太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。只是因为它离地球较近所以看上去是天空中最大最亮的天体。其他恒星离我们都非常遥远,即使是最近的恒星,也比太阳远27万倍,看上去只是一个闪烁的光点。组成太阳的物质大多是些普通的气体,其中,氢约占71%、氦约占27%其他元素占2%。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。

太阳大气像地球的大气层一样,可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层,即从内向外分为光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面,是太阳大气的最底层,温度约是600K。它是不透明的,因此我们不能直接看见太阳内部的结构。但是,天文学家根据物理理论和对太阳表面各种现象的研究,建立了太阳内部结构和物理状态的模型。这一模型也已经被其他恒星的研究所证实,至少在大的方面是可信的。恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同、色彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热,实际上,构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。

目前太阳所处的主序星阶段,通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟,已经历了大约45.7亿年。据研究,45.9亿年前,一团氢分子云的迅速坍缩形成了一颗第三代第一星族的金牛T星,即太阳。这颗新生的恒星沿着距银河系中心约27000年的近乎圆形轨道运行。太阳在其主序星阶段已经到了中年期,在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦。在太阳的核心,每秒能将超过400万吨物质转化为能量,生成中微子和太阳辐射。以这个速度,太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量。太阳作为主地序星的时间大约持续100亿年。太阳的质量不足以爆发为超新星。在50亿~60亿年后,太阳内的氢消耗殆尽,核心中主要是氦原子,太阳将转变成红巨星。

当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时,太阳外层将会膨胀。当其核心温度升高到1亿K时,将发生氦的聚变而产生碳,从而进入渐近巨星分支,而当太阳内的氨元素也全部转化为碳后,太阳将不再发光,成为一颗死星。地球的最终命运还不清楚。太阳变成红巨星时,其半径可超过1AU(AU即天文单位),超出地球目前的轨道,是当前太阳半径的260倍。然而,届时作为渐近巨星分支恒星,太阳将会由于恒星风而失去当前质量的约30%,因而行星轨道将会外推。仅就此而言,地球也许会幸免被太阳吞噬。然而,新的研究认为地球还是会因为潮汐作用的影响而被太阳吞掉。即使地球能逃脱被太阳熔融的命运,地球上的水也将被蒸发而大气层也会消失。

实际上,即使太阳还是主序星时,它也会逐步变得更亮,表面温度缓慢上升。太阳温度的上升将在9亿年后导致地球表面温度升高,造成目前我们所知的生命无法生存。其后再过10亿年,地球表面的水将完全消失。红巨星阶段之后,由热产生的强烈脉动会抛掉太阳的外壳,形成行星状星云。失去外壳后剩下的只有极为炽热的恒星核,它将会成为白矮星,在漫长的时间中慢慢冷却和暗淡下去。这就是中低质量恒星的典型演化过程。对于人类来说,太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳,没有太阳,地球上就不可能有姿态万千的生命现象,当然也不会孕育出作为智能生物的人类。

太阳给人们以光明和温暖,它带来了日夜和季节的轮回,左右着地球冷暖的变化,为地球生命提供了各种形式的能源,所以热爱地球,探索太阳的秘密还需要一代又一代人的努力。不过我们也不必过于恐慌,毕竟太阳的生命与人相比还是很长很长的,人们有足够的时间来改变太阳生命终结所带来的影响,又或者找到更好的出路。

计算太阳质量的公式

无论是质量，还是体积，太阳都比地球大很多。地球的质量是5.965×10^24kg，根据开普勒行星运动的第三定律，利用地球的质量和它环绕太阳运转的轨道半径及周期，可以推算出太阳的质量为1.989×10³⁰千克，这个质量是地球的33万倍。地球的体积是1.0832073×10^12km³，从简单的三角关系就可以求出太阳的半径为69.6万千米，是地球半径的109倍。由此可以算出太阳的体积为地球的130万倍。

太阳质量估算

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）

2.

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

6.67x10-11太阳质量公式

太阳：表面重力加速度 2.74×10^2米/秒^2 (为地球表面重力加速度的27.9倍)

月球：赤道重力加速度1.62 m/s2 (地球的1/6)

水星：表面重力(赤道)：3.701 米/秒2 ,逃逸速度：4.435 千米/秒

金星：表面引力加速度：8.78 m/s2

地球：赤道表面重力加速度 9.780 1 m/s^2（0.997 32 g）

火星：赤道地表重力加速度：3.72 m/sec2

木星：表面重力加速度：23.12 米每二次方秒

土星：赤道引力(地球=1) 1.08 ,逃逸速度(公里/秒) 35.6

天王星：赤道表面重力加速度：8.69 m/s^2;（0.886 g）

海王星：表面重力加速度：比地球的略大,在两极为1180cm/s2,在赤道上约为1100cm/s2

6.67x10^-11计算太阳质量的公式

近代科技较为直接 激光 射电~~

我说说古代的吧 ^^

关于地球的体积与质量！

首先 牛顿是很牛繁荣 由于他发现了万有引力公式 于是：

最早试图计算地球质量的是苏格兰的郝屯（J。Hutton）。他在山坡上测量悬垂的小物体偏离垂线的角度，先求出山体对物体的附加引力，再进而求解地球的引力。

1798年，英国的卡文迪什用更为精确的扭称法，求出地球的引力常数为6。67×10^-8cm^3/gs^2。这样就可以依据牛顿定律求出地球的质量了。现代计算地球质量时，则以旋转椭球作为地球模型，并进一步考虑了地球内部温度、压力的变化和物质分布不均等因素，结合动力学分析，得到地球的质量为5。

9472×10&24吨。

关于地球体积的由来 ……之前我好象参照《十万个为什么》打过一贴 等我找到 补充在（1）处

（1）

公元前 200多年 古希腊学者 埃拉托色你第一次用测量的方法推算出了地球的大小。他原来住在埃及的亚历山大港。

在那里以南的阿斯旺有一口很深的井，每年夏至那天的政务，太阳能够一直射到井底，也就是说这一天的正午，太阳位于阿斯旺的天顶，过了这一天，太阳就射不到井底了；而在这一天，亚历山大港口政务的太阳并不是直射的。他就用一根长柱，垂立于地面，测得亚历山大港口在夏至那天正午太阳的入射角为7。

2度，于是他肯定：这7。2度的相差，正式亚历山大港口和阿斯旺两地所对的地面弧距。根据这个数值和两地间距离的估计，他求得地球的圆周为25万“斯台地亚”（相当于39816公里）。这个数和目前计算的圆周差不多了。

以此方法 以后的科学家多次计算 得知地球的赤道半径为6378。

245 公里，极半径长6356。

863公里

以上资料摘自 《十万个为什么》1980年版 地学1第15~16页

至于太阳！

主要是靠同一地点不同时间段 当地球运行位置变化的时候 观测该星球的视差

以及同一时间 不同地球位置上的人观测该星球的视差 ！

在已知地球质量 体积 地球与太阳距离的前提下 公式计算得出

其间使用万有引力公式和其他物理学公式推算

参考文献：

见下图

。

太阳质量计算过程

1609年，德国天文学家开普勒发现行星轨道是椭圆形而不是圆形，从而开辟了正确测定距离的途径。人们不仅第一次能够精确计算出行星的轨道，而且可以绘制出太阳系的比例图，就是说能够绘制出太阳系所有已知行星的相对距离和轨道形状。因此，只要测出太阳系中任何两个行星间的距离有多少公里，所有其他行星的距离就可以立即计算出来。于是，太阳的距离不必像阿利斯塔克和温德林那样去直接计算，而只要测出地球与月球系统以外任何一个较近的天体（如火星或金星）的距离就可以了。　　另一种用来估计宇宙距离的方法是利用视差。要说明什么是视差并不困难。将你的手指放在眼前大约8厘米远处， 先以左眼看，再用右眼看，你的手指会相对于背影而移动了位置，这是因为你已经改变了你的观察点。假若你重复这一过程，把手指放远一些，比如说一臂远，你的手指仍会相对于背影位移，但这回移动得没有那么多。所以，可以利用移动的量来测定手指到眼睛的距离。　　如果一个物体在50米远的地方，那么两眼可观察到的位移将会大小而测不出来，因此必须利用比双眼距离更宽的“基线”。但是我们只要先从某一点看那个物体，然后向右移20米再来观察它，便可以加大视差而很容易地测出物体的距离。测量员就是用这种方法测量河流或溪谷的宽度。　　用同样的方法，以恒星为背景，可以精确地测出月球的距离。例如，从加利福尼亚天文台观测到月球相对于恒星的某个位置，而同时在英国的天文台观测，月球的位置则会稍有不同。从这种位置的改变，以及已知的两个天文台穿过地球的直线距离，便可以计算出月球和地球的距离。当然，在理论上，我们可以从地球两侧相对的两个天文台进行观测，这样就可以把基线扩展为地球的直径，这时基线长度为12800公里。这样得到的视差角度除以2就是地心视差。　　天体在天空的位移是以度或分、秒为单位来测量的。 1度为环绕天空1周的1/360，1度又分为60弧分，1弧分再分为60弧秒。因此1弧分为天空1周的1/（360×60）或1/21600， 而1弧秒为天空1周的1/（21600×60）或1/1296000。　　托勒玫利用三角学根据视差测出了月球的距离，而他的结果和早期喜帕恰斯的数据相吻合。月球的地心视差为57弧分（接近1度），这个位移相当于从5米处看到的一枚5分硬币的宽度。 这即使用肉眼也可以测量出来。但是，如果要测量太阳或一个行星的视差，所涉及的角度就太小了。可以得出的惟一的结论是，其他天体比月球远得多。至于究竟有多远，没有人说得出来。　　虽然中古时代的阿拉伯人及16世纪的欧洲数学家进一步完善了三角学，但是单靠三角学还是无法得到答案。直到1609年望远镜发明以后，才有可能测量微小的视差角度。（1609年，伽利略在听到荷兰眼镜师做成放大镜筒之后，几个月内便发明了望远镜，并用来观测天空。）　　意大利出生的法国天文学家J.D.卡西尼于1673年测出火星的视差，使视差法越出了月球。在他测定出火星相对于恒星的位置的同时，在同一天的黄昏，法国天文学家里奇在法属圭亚那也在进行同样的观测。卡西尼将两个结果结合起来得到了火星的视差，从而计算出了太阳系的大小。他算出的地球到太阳的距离为13800万公里，比实际距离仅少7％。　　从那时起，对太阳系中各种视差的测量越来越准确。1931年，人们制定了一个测量小行星爱神星视差的庞大国际计划。当时，除了月球以外，爱神星是最接近地球的一个天体。此时爱神星显示出较大的视差，因此可以测量得非常精确，从而可以比以前任何时候都更精确地测定太阳系的大小。根据这些计算和利用比视差法更为精确的方法，现在我们已知道，地球与太阳间的平均距离约为1.5×l0^8公里，误差约为1600公里。 （因为地球的轨道为椭圆形，所以实际距离变化为14710万～15220万公里）　　日地的平均距离叫做二个天文单位（A.U.），太阳系内的其他距离也用天文单位表示。比方说土星和太阳的平均距离为14.3×10^8公里，等于9.54个天文单位。随着天王星、海王星及冥王星等外行星的发现，太阳系的边界向外不断扩展。冥王星离太阳的平均距离为59×l0^8公里，相当于39.87个天文单位， 而有些替星距离太阳更远。　　到1830年时，已经知道太阳系横跨数十亿里的空间，但显然这绝非整个宇宙的大小，因为宇宙中还有许多其他恒星。