沒(méi)有大張旗鼓的宣傳，但天文學(xué)家已經(jīng)重新定義了太陽(yáng)系中最重要的距離。天文單位（au）——從地球到太陽(yáng)的距離——終于從一個(gè)模棱兩可的估算變成了一個(gè)單一的數(shù)字。在日前于中國(guó)北京舉行的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上以全票通過(guò)而被采用的這一新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，日地距離為149597870700米——是的，不多也不少。
新修訂的天文單位對(duì)于生活在這顆星球上的居民恐怕沒(méi)有什么影響。地球依然在圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在北半球，秋季已然來(lái)臨。然而對(duì)天文學(xué)家而言，這一變化意味著更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，并且在向他們的學(xué)生解釋天文單位時(shí)再也不用那么費(fèi)勁了。
在天文學(xué)中，日地距離是一個(gè)歷史最悠久的數(shù)值。對(duì)日地距離的第一次準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)生在1672年，當(dāng)時(shí)著名天文學(xué)家Giovanni Cassini在法國(guó)巴黎觀測(cè)火星，同時(shí)他的同事Jean Richer則在南美洲的法屬圭亞那觀測(cè)這顆紅色的行星。考慮到這兩次觀測(cè)之間的視差或角度差，天文學(xué)家計(jì)算了從地球到火星的距離，并利用這一結(jié)果最終得出了從地球到太陽(yáng)的距離。他們的結(jié)果是1.4億公里——這與今天的數(shù)值差不了太多。
直至20世紀(jì)后半葉，這種視差測(cè)量法依然是推導(dǎo)太陽(yáng)系中任意距離的唯一可靠途徑，天文單位也因此一直被表示為可將角度測(cè)量轉(zhuǎn)化為距離的一個(gè)基本常數(shù)組合。而近些年來(lái)，天文單位被定義為：“在太陽(yáng)引力作用下沿圓軌道以每天0.01720209895（即所謂的高斯引力常數(shù)）弧度的角速度運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)粒子的軌道半徑。”
這一定義讓德國(guó)數(shù)學(xué)家卡爾·弗里德里希·高斯的“粉絲”們歡呼不已——他的常數(shù)位于整個(gè)事件的中心，但這個(gè)天文單位卻給天文學(xué)家?guī)?lái)了麻煩。德國(guó)德累斯頓技術(shù)大學(xué)的天文學(xué)家Sergei Klioner表示，首先，老的天文單位經(jīng)常讓天文學(xué)學(xué)生感到困惑不解。但更重要的是，老的定義有悖于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。
正如后者的名字所暗示的，廣義相對(duì)論的時(shí)空是相對(duì)的，完全取決于觀察者所處的位置。然而根據(jù)老的定義，天文單位改變了這一切。Klioner指出，日地距離在地球參照系和木星參照系之間就改變了1000米甚至更多。這種變化并不會(huì)影響航天器，它們會(huì)直接測(cè)量日地距離，但它卻給研究太陽(yáng)系模型的行星科學(xué)家造成了巨大的痛苦。
同時(shí)太陽(yáng)自身也引發(fā)了另一個(gè)問(wèn)題。高斯引力常數(shù)以太陽(yáng)的質(zhì)量為基礎(chǔ)，因此天文單位與太陽(yáng)質(zhì)量被密不可分地聯(lián)系在一起。然而太陽(yáng)的質(zhì)量正隨著能量輻射而減少，這就使天文單位也在緩慢發(fā)生著變化。
改進(jìn)后的定義抹去了老的天文單位存在的所有問(wèn)題。修訂的距離與太陽(yáng)質(zhì)量沒(méi)有任何關(guān)系，同時(shí)米被定義為光在真空中旅行1/299792458秒鐘的距離。這是因?yàn)楣馑僭谒械膮⒄障抵卸际呛愣ǖ模瑥亩固煳膯挝徊辉匐S著觀測(cè)者在太陽(yáng)系中的位置不同而發(fā)生變化。
重新定義天文單位大概花了幾十年的時(shí)間——當(dāng)代天文學(xué)家利用航天器、雷達(dá)和激光直接測(cè)量了這一距離。但法國(guó)巴黎天文臺(tái)的天文學(xué)家Nicole Capitaine表示：“他們中的一些人認(rèn)為改變可能會(huì)帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。”有人擔(dān)心這一變化會(huì)破壞他們的計(jì)算機(jī)程序，而有人則因?yàn)槔蠘?biāo)準(zhǔn)的離去而感到難過(guò)。但經(jīng)過(guò)Capitaine、Klioner和其他天文學(xué)家多年的游說(shuō)，修訂后的天文單位終于得到了認(rèn)可。
Capitaine和Klioner表示，最新的天文單位已經(jīng)對(duì)他們的生活產(chǎn)生了積極影響。游說(shuō)是很費(fèi)時(shí)間的，Capitaine說(shuō)：“我將有更多的時(shí)間投入到研究中去。”
Klioner則表示：“我很高興再也不用向我的學(xué)生解釋什么是天文單位了。”新的定義“如今讓每個(gè)人更容易理解”。(新華網(wǎng))