本文出席百家號#科學(xué)了不起#天文航天系列征文賽。
1769年，當(dāng)金星經(jīng)過太陽時，天文學(xué)家估算出了地日距離。這么，究竟是怎樣估算下來的呢？
圖解：兩組接觸時刻的合照。右側(cè)質(zhì)量較差的相片中可以見到黑滴現(xiàn)象。
1769年，開普勒行星運(yùn)動定理和牛頓萬有引力定理早已被提出而且證明有效。每顆行星的軌道周期早已被檢測過，而且還沒有檢測過其絕對距離。開普勒第三定理（當(dāng)然就是牛頓萬有引力定理的一種特殊方式）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(lián)系。
圖解：凌日法是測量太陽系外行星的方式，圖的下邊演示隨著時間的推移，前往月球的光度是怎樣變化的。
比如，開普勒第三定理告訴我們，假如金星的軌道周期是0.62年（月球年），這么，它到太陽的平均距離為地日距離的72%。天文學(xué)家曉得了每顆行星與太陽間的相對距離，而且她們不曉得怎樣用這種距離與月球的厚度單位（如英里）或則月球的大小作比較。既然行星的軌道周期早已曉得了，這么曉得其任何一個絕對距離就可以估算出所有其他行星的距離。所以，假若我們曉得了地日距離，這么我們也就曉得了金星的軌道大小以及它的聯(lián)通速率。因而，所有線索都與一個數(shù)字有關(guān)：地日距離。
其余部份則由天文學(xué)家所說的視差決定。
想像一下，你和一個同學(xué)站在街道一邊，并且相隔甚遠(yuǎn)。同學(xué)在你的左邊，但是大家兩個人都盯住街道旁邊的同一根路燈柱看。一輛車輛從你的左側(cè)開過來，這輛車先穿過了你的視線，之后過了一會兒才穿過你同學(xué)的視線，對嗎？由于你的同事在從另外一個角度看路燈柱。
圖解：雖然有所謂的黑滴效應(yīng)使金星凌日的檢測十分困難，但這些罕見的現(xiàn)象金星凌日，長久以來仍是檢測天文單位的最佳方式。
假如你曉得你和同事之間的距離、汽車的速率以及車輛穿過大家視線的時間差，這么可以按照幾何學(xué)估算出大家和路燈柱之間的距離。
以這種推，你和你的同事在兩個不同的天文臺（月球上相隔很遠(yuǎn)的地方）盯住太陽，等待金星凌日。大家各自看見金星凌日的時間將會略有不同，更重要的是，大家看見金星穿過太陽表面的路徑也會稍有不同，此時記錄下這次觀察凌日大家之間的略微差別。按照這種檢測和一些三角學(xué)知識，可以估算出到太陽的絕對距離。1771年，西班牙天文學(xué)家杰羅姆·拉蘭德()依據(jù)對1761和1769年金星凌日觀測結(jié)果的剖析，估算出了一個天文單位的值，它只比現(xiàn)行（現(xiàn)代）的值高2%。
圖解：天文的距離單位秒差別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為根據(jù)比列。
早在一個世紀(jì)曾經(jīng)，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(dāng)精確的天文單位的估算結(jié)果。1672年金星凌日，當(dāng)火星緊靠月球時，喬瓦尼·卡西尼（，在倫敦）和讓·里奇（Jean，在法屬西非）同時進(jìn)行了觀測，比較了火星相對于背景星星出現(xiàn)的位置，得出了一個天文單位的值，大約比現(xiàn)代的值高7%。
