1769年，當金星經過太陽時，天文學家計算出了地日距離。那么，到底是如何計算出來的呢？

圖解：兩組接觸時刻的照片。左側質量較差的照片中可以看到黑滴現象。

1769年，開普勒行星運動定律和牛頓萬有引力定律已經被提出并且證明有效。每顆行星的軌道周期已經被測量過，但是還沒有測量過其絕對距離。開普勒第三定律（其實就是牛頓萬有引力定律的一種特殊形式）描述了每顆行星的軌道周期與其和太陽間相對距離之間的聯系。

圖解：凌日法是檢測太陽系外行星的方法，圖的下面演示隨著時間的推移，抵達地球的光度是如何變化的。

例如，開普勒第三定律告訴我們，如果金星的軌道周期是0.62年（地球年），那么，它到太陽的平均距離為地日距離的72%。天文學家知道了每顆行星與太陽間的相對距離，但是他們不知道如何用這些距離與地球的長度單位（如英里）或者地球的大小作比較。既然行星的軌道周期已經知道了，那么知道其任何一個絕對距離就可以計算出所有其他行星的距離。所以，如果我們知道了地日距離，那么我們也就知道了金星的軌道大小以及它的移動速度。因此，所有線索都與一個數字有關：地日距離。

其余部分則由天文學家所說的視差決定。

想象一下，你和一個朋友站在街道一邊，但是相隔甚遠。朋友在你的右邊，并且你們兩個人都盯著街道對面的同一根路燈柱看。一輛汽車從你的左邊開過來，這輛車先穿過了你的視線，然后過了一會兒才穿過你朋友的視線，對嗎？因為你的朋友在從另外一個角度看路燈柱。

圖解：盡管有所謂的黑滴效應使金星凌日的測量非常困難，但這種罕見的現象，長久以來仍是測量天文單位的最佳方法。

如果你知道你和朋友之間的距離、汽車的速度以及汽車穿過你們視線的時間差，那么可以根據幾何學計算出你們和路燈柱之間的距離。

以此類推，你和你的朋友在兩個不同的天文臺（地球上相隔很遠的地方）盯著太陽，等待金星凌日。你們各自看到金星凌日的時間將會略有不同，更重要的是，你們看到金星穿過太陽表面的路徑也會稍有不同，此時記錄下此次觀察凌日你們之間的略微差異。根據這些測量和一些三角學知識，可以計算出到太陽的絕對距離。1771年，法國天文學家杰羅姆·拉蘭德(Jerome Lalande)根據對1761和1769年金星凌日觀測結果的分析，計算出了一個天文單位的值，它只比現行（現代）的值高2%。

圖解：天文的距離單位秒差距是使用天文單位做基線，視差是角度1弧秒的距離。圖中的1AU和1pc為依照比例。

早在一個世紀以前，就有人使用相同的原理（視差）來觀測火星，并得出另一個相當精確的天文單位的計算結果。1672年，當火星靠近地球時，喬瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini，在巴黎）和讓·里奇（Jean Richer，在法屬圭亞那）同時進行了觀測，比較了火星相對于背景星星出現的位置，得出了一個天文單位的值，大概比現代的值高7%。

相關知識延伸閱讀

金星凌日是指太陽和地球之間的行星金星像暗斑一樣掠過太陽盤面，并且遮蔽一小部分太陽對地輻射的天文現象。這類天文現象可能會持續數小時。金星凌日的原理與月球造成的日食一樣。雖然金星的直徑幾乎是月球的3.5倍，但由于它離地球更遠，因此它遮蔽的太陽面積就非常小。科學家可以通過觀察金星凌日估算太陽和地球之間的距離。在火星、木星、土星、天王星及海王星等地外行星同樣可以觀察到凌日這一天文現象。

天文單位是天文學上的長度單位，曾以地球與太陽的平均距離定義。2012年8月，在中國北京舉行的國際天文學大會（IAU）第28屆全體會議上，天文學家以無記名投票的方式，把天文單位固定為149,597,870,700米。新的天文單位以米來定義，而米的定義來源于真空中的光速，也就是說，天文單位現在不再與地球與太陽的實際距離掛鉤，而且也不再受時間變化的影響（雖然天文單位最初的來源就是日地平均距離）。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 胖女巫啦啦啦嗚-David Bernat

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