Welke soorten metingen worden gebruikt voor metingen in de ruimte?

De meeteenheden die mensen op aarde gebruiken, zijn niet erg handig voor het meten van afstanden in de ruimte. Het kostte bijvoorbeeld Voyager 1, die zich met de duizelingwekkende snelheid van 62.000 kilometer per uur (38.525 mijl per uur) voortbewoog, 35 jaar om het zonnestelsel, een relatief klein deel van het universum, te verlaten. Om het gebruik van onbegrijpelijk grote getallen te vermijden, hebben astronomen meeteenheden ontwikkeld voor het zonnestelsel en voor de intergalactische ruimte.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Mijlen, kilometers en andere eenheden die we gebruiken om afstanden op aarde te meten, zijn niet in staat om de veel grotere eenheden tussen hemellichamen en sterrenstelsels aan te pakken. Gebruikelijke meeteenheden voor de ruimte zijn de astronomische eenheid, de parsec en het lichtjaar.

Hoewel de oude Grieken een idee hadden van de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, astronoom Christiaan Huygens deed de eerste nauwkeurige meting in 1659, met de fasen van Venus als a referentie. Astronomen noemen deze afstand - gelijk aan 149.597.871 kilometer (92.955 mijl) - de astronomische eenheid en gebruiken deze als de basiseenheid voor het meten van de afstand tussen lichamen in het zonnestelsel. Per definitie staat de aarde 1 AU van de zon, terwijl Mercurius gemiddeld 0,39 AU verwijderd is en de dwergplaneet Pluto gemiddeld 39,5 AU verwijderd is.

Door roterende tandwielen en spiegels te gebruiken, verkregen de Franse natuurkundigen Louis Fizeau en Leon Foucault de eerste nauwkeurige metingen van de lichtsnelheid in de 19e eeuw, hoewel een 1400 jaar oude verklaring in de Koran die het vergelijkt met de omwentelingen van de maan rond de aarde is nauwkeurig. De door het Amerikaanse National Bureau of Standards geaccepteerde waarde is 299.792 kilometer per seconde (186.282 mijl per seconde). De afstand die het licht in een jaar of lichtjaar aflegt – 9.460.730.472.581 kilometer (ongeveer 5.878.625.400.000 mijl) - maakt een populaire maatstaf voor intergalactische afstanden, hoewel astronomen de voorkeur geven aan een andere eenheid: de parsec.

Astronomen berekenen stellaire afstanden door parallax te meten: de hoek van schijnbare beweging die een ster maakt tegen de achtergrond van het universum wanneer de aarde zich aan weerszijden van zijn baan bevindt. Dit geeft aanleiding tot de parsec, een eenheid die wordt afgeleid door een denkbeeldige rechthoekige driehoek in de lucht te schrijven. De basis van de driehoek is een denkbeeldige lijn tussen de aarde en de zon, met een lengte van 1 AU. Het andere been is de afstand van de zon tot een denkbeeldig punt van waaruit, als je de hypotenusa naar de aarde verlengt, de hoek 1 boogseconde is. Een object op die afstand van de zon ligt per definitie één parsec verwijderd.

Afstanden van de aarde tot nabije sterren kunnen gemakkelijk worden uitgedrukt in parsecs; de dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, is bijvoorbeeld 1,295 parsec verwijderd. Omdat een parsec gelijk is aan 3,27 lichtjaar, is dat 4,225 lichtjaar. Zelfs parsecs blijken echter ontoereikend voor het meten van afstanden binnen de melkweg of intergalactische afstanden. Astrofysici drukken deze vaak uit in kiloparsecs en megaparsecs, die respectievelijk gelijk zijn aan 1.000 en 1 miljoen parsecs. Het centrum van de melkweg is bijvoorbeeld ongeveer 8 kiloparsec verwijderd, wat gelijk is aan 8.000 parsecs, of 26.160 lichtjaar. Je hebt 16 cijfers nodig om dat getal uit te drukken in kilometers of mijlen.