เครื่องคำนวณ AU: แปลงหน่วยดาราศาสตร์เป็น กม., ไมล์ และปีแสง

หน่วยดาราศาสตร์คืออะไร?

หน่วยดาราศาสตร์ (AU) คือหน่วยความยาวที่เท่ากับ 149,597,870.7 กิโลเมตร (92,955,807.3 ไมล์) ค่านี้ใกล้เคียงกับระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ใช้หน่วยนี้เพื่อบอกระยะทางภายในระบบสุริยะ ซึ่งการใช้กิโลเมตรหรือไมล์จะทำให้ได้ตัวเลขใหญ่เกินกว่าจะอ่านได้สะดวก

สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล กำหนดค่านี้เป็นค่าคงที่ใน 2012 ก่อนหน้านั้น AU คำนวณจากมวลของดวงอาทิตย์และความแรงของแรงโน้มถ่วง ดังนั้นค่าที่แน่นอนจึงอาจเปลี่ยนเล็กน้อยเมื่อการวัดมีความแม่นยำขึ้น การกำหนดค่าให้ตายตัวช่วยขจัดความไม่แน่นอนดังกล่าว ค่าที่กำหนดนี้ยังคงใกล้เคียงอย่างยิ่งกับระยะห่างเฉลี่ยจริงระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ซึ่งเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากวงโคจรของโลกเป็นวงรี ไม่ใช่วงกลมสมบูรณ์

สูตรหน่วยดาราศาสตร์

เครื่องมือนี้แปลงค่าระหว่างหน่วยดาราศาสตร์กับกิโลเมตร ไมล์ หรือปีแสง โดยใช้ค่าคงที่ต่อไปนี้

แปลง AU เป็นกิโลเมตร

d(km) = d(AU) × 149,597,870.7

แปลง AU เป็นไมล์

d(mi) = d(AU) × 92,955,807.3

แปลง AU เป็นปีแสง

d(ly) = d(AU) × 0.000015812507409

หากต้องการแปลงย้อนกลับ ให้ใช้การหารแทนการคูณ ตัวอย่างเช่น หากต้องการเปลี่ยนระยะทางจากกิโลเมตรเป็น AU:

d(AU) = d(km) ÷ 149,597,870.7

ตัวอย่างการคำนวณ

ดาวอังคารโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะห่างเฉลี่ยประมาณ 1.52 AU หากต้องการหาระยะดังกล่าวเป็นกิโลเมตร:

1.52 × 149,597,870.7 = 227,388,763 กม. (ประมาณ 141.3 ล้านไมล์)

หากต้องการตรวจสอบคำตอบ ให้หารย้อนกลับ: 227,388,763 ÷ 149,597,870.7 = 1.52 AU

อีกตัวอย่างหนึ่งคือ มีรายงานว่าดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกจะเคลื่อนผ่านที่ระยะ 7,500,000 กม. จากโลก เมื่อแปลงเป็นหน่วยดาราศาสตร์ จะได้ 7,500,000 ÷ 149,597,870.7 ≈ 0.05 AU ซึ่งใกล้กว่าระยะที่ดาวพุธเคยเข้าใกล้ดวงอาทิตย์เสียอีก

ระยะห่างของดาวเคราะห์ในหน่วย AU

ดาวเคราะห์หินอยู่รวมกันใกล้ดวงอาทิตย์ ส่วนดาวเคราะห์ยักษ์แก๊สและดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งกระจายห่างกันมาก แถบไคเปอร์ ซึ่งเป็นบริเวณของวัตถุน้ำแข็งที่อยู่นอกดาวเนปจูน แผ่ขยายไปถึงประมาณ 50 AU เมฆออร์ต ซึ่งเป็นเปลือกของดาวหางที่อยู่ห่างไกลและเชื่อว่าล้อมรอบระบบสุริยะ อาจแผ่ไปถึง 100,000 AU หรือไกลกว่านั้น เมื่อพ้นระดับระยะดังกล่าว นักดาราศาสตร์จะเปลี่ยนไปใช้ปีแสง เนื่องจากหนึ่งปีแสงมีค่าเท่ากับประมาณ 63,241 AU

ยานวอยเอเจอร์ 1 ซึ่งปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 1977 เป็นวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งอยู่ไกลที่สุด ยานออกจากเฮลิโอสเฟียร์และเข้าสู่อวกาศระหว่างดาวในปี 2012 ที่ระยะประมาณ 121 AU จากดวงอาทิตย์ ณ ปี 2026 ยานอยู่ห่างออกไปประมาณ 170 AU หรือราว 25.4 พันล้านกิโลเมตร และกำลังเคลื่อนออกไปด้วยอัตราใกล้เคียง 3.5 AU ต่อปี

การวัดหน่วยดาราศาสตร์ครั้งแรก

อาริสตาร์คัสแห่งซามอส นักดาราศาสตร์กรีกโบราณ พยายามวัดระยะห่างจากดวงอาทิตย์ราว 270 ปีก่อนคริสตกาล โดยเปรียบเทียบมุมที่มองไปยังดวงจันทร์ในขณะที่ดวงจันทร์อยู่ในระยะครึ่งดวง วิธีการของเขาอาศัยเรขาคณิตที่ถูกต้อง แต่แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดด้วยสายตาให้แม่นยำ เขาสรุปว่าดวงอาทิตย์อยู่ไกลกว่าดวงจันทร์ประมาณยี่สิบเท่า ทั้งที่ความจริงแล้วอยู่ไกลกว่าประมาณสี่ร้อยเท่า

ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1600 กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของโยฮันเนส เคปเลอร์เผยให้เห็นระยะห่างสัมพัทธ์ของดาวเคราะห์ ตัวอย่างเช่น แสดงให้เห็นว่าดาวอังคารโคจรห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าโลกประมาณ 1.5 เท่า ข้อมูลดังกล่าวทำให้นักดาราศาสตร์ทราบอัตราส่วน แต่ยังไม่ทราบระยะทางเป็นไมล์หรือกิโลเมตร

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญครั้งแรกมาจากการผ่านหน้าดวงอาทิตย์ของดาวศุกร์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อดาวศุกร์เคลื่อนผ่านตรงระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์จับเวลาปรากฏการณ์เหล่านี้จากจุดต่าง ๆ บนโลกที่อยู่ห่างกันมากในปี 1761 และปี 1769 โดยส่งคณะสำรวจไปยังสถานที่ต่าง ๆ เช่น ไซบีเรียและตาฮิติ ความแตกต่างเล็กน้อยของเวลาอันเกิดจากพารัลแลกซ์ช่วยให้คำนวณระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ได้ใกล้เคียงค่าปัจจุบันภายในความคลาดเคลื่อนไม่กี่เปอร์เซ็นต์

ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 ดาราศาสตร์เรดาร์ช่วยปรับปรุงการวัดให้แม่นยำขึ้นอย่างมาก นักวิทยาศาสตร์ส่งคลื่นวิทยุไปสะท้อนที่ดาวศุกร์และดาวพุธ แล้วจับเวลาคลื่นสะท้อนกลับ ทำให้ได้ระยะทางที่แม่นยำภายในไม่กี่กิโลเมตร เมื่อถึงปี 2012 ค่าดังกล่าวมีความแม่นยำมากพอที่สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลจะกำหนดให้เป็นค่าคงที่ตายตัวได้

คำถามที่พบบ่อย

หน่วยดาราศาสตร์ใช้ทำอะไร? หน่วยนี้เป็นวิธีที่สะดวกและเข้าใจได้ในระดับมนุษย์สำหรับบอกระยะทางภายในระบบสุริยะ การกล่าวว่าดาวเนปจูนโคจรอยู่ที่ 30 AU ทำให้นึกภาพได้ง่ายกว่าการกล่าวว่าดาวเนปจูนโคจรอยู่ที่ระยะ 4.5 พันล้านกิโลเมตร

หนึ่งหน่วยดาราศาสตร์มีกี่กิโลเมตร? มีค่าเท่ากับ 149,597,870.7 กิโลเมตรพอดี หรือประมาณ 92,955,807 ไมล์ (150,000,000 กม.) ตามคำจำกัดความของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลในปี 2012

AU เกี่ยวข้องกับปีแสงอย่างไร? หนึ่งปีแสงมีค่าประมาณ 63,241 AU แสงใช้เวลาประมาณ 8 นาที 19 วินาทีในการเดินทางข้ามหนึ่ง AU แต่ใช้เวลาหนึ่งปีเต็มในการเดินทางข้ามหนึ่งปีแสง ด้วยเหตุนี้จึงใช้ปีแสงในการบอกระยะห่างระหว่างดาวฤกษ์

หนึ่ง AU เท่ากับระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์พอดีหรือไม่? ไม่พอดี วงโคจรของโลกเป็นวงรี ดังนั้นระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์จึงอยู่ระหว่างประมาณ 0.983 AU ในเดือนมกราคมกับประมาณ 1.017 AU ในเดือนกรกฎาคม ค่า AU ใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ยของช่วงดังกล่าว แต่ปัจจุบันนิยามให้เป็นค่าคงที่ แทนที่จะวัดโดยตรง

ใครเป็นคนแรกที่วัดหน่วยดาราศาสตร์ได้อย่างแม่นยำ? การประมาณค่าในช่วงแรกจากการผ่านหน้าดวงอาทิตย์ของดาวศุกร์ในศตวรรษที่ 18 ให้ผลใกล้เคียงค่าปัจจุบันภายในไม่กี่เปอร์เซ็นต์ การวัดด้วยเรดาร์ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 ทำให้ค่ามีความแม่นยำมากขึ้นอย่างมาก และสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลกำหนดค่าที่แน่นอนในปี 2012

เครื่องมือนี้ใช้ได้ทั้งสองทิศทางหรือไม่? ได้ ป้อนค่าเป็น AU เพื่อดูค่าในหน่วยกิโลเมตร ไมล์ หรือปีแสง หรือป้อนค่าในหน่วยใดหน่วยหนึ่งเหล่านั้นเพื่อดูค่าที่เทียบเท่าใน AU