天文单位计算器：将天文单位转换为公里、英里和光年

什么是天文单位？

天文单位（AU）是长度单位，等于149,597,870.7千米（92,955,807.3英里 (150,000,000 km)）。它接近地球与太阳之间的平均距离。天文学家用它描述太阳系内部的距离，因为用千米和英里表示时，数值会大到难以直观阅读。

国际天文学联合会在 2012 年通过定义确定了这一数值：1 au = 149,597,870,700 m。在此之前，天文单位是根据太阳质量和引力强度计算得出的，因此随着测量的改进，其精确值可能会略有变动。将其固定下来，就消除了这种不确定性。定义值与地球到太阳的实际平均距离极为接近；该实际距离会略有变化，因为地球轨道是椭圆，而不是正圆。

天文单位公式

本计算器使用以下常数在天文单位与千米、英里或光年之间进行换算。

AU换算为千米

d(km) = d(AU) × 149,597,870.7

AU换算为英里

d(mi) = d(AU) × 92,955,807.3

AU换算为光年

d(ly) = d(AU) × 0.000015812507409

反向换算时，应改为除法而不是乘法。例如，将千米表示的距离换算为AU：

d(AU) = d(km) ÷ 149,597,870.7

计算示例

火星绕太阳运行的平均距离约为1.52 AU。要将这一距离换算为千米：

1.52 × 149,597,870.7 = 227,388,763 km（约141.3百万英里）

要检查结果，可反向相除：227,388,763 ÷ 149,597,870.7 = 1.52 AU。

另一个例子：据报道，一颗近地小行星将从距地球7,500,000 km处掠过。换算为天文单位，即7,500,000 ÷ 149,597,870.7 ≈ 0.05 AU，这比水星与太阳之间的最小距离还近。

各行星以AU表示的距离

下列距离是美国国家航空航天局喷气推进实验室公布的轨道大小（半长轴），保留两位小数。

行星	与太阳的平均距离（AU）
水星	0.39
金星	0.72
地球	1.00
火星	1.52
木星	5.20
土星	9.54
天王星	19.19
海王星	30.07

岩质行星在太阳附近彼此相距较近，而气态巨行星和冰巨星之间的距离很远。柯伊伯带是海王星轨道之外的冰质天体区域，延伸至大约50 AU。奥尔特云是被认为包围太阳系的遥远彗星壳层，可能延伸至100,000 AU或更远。超过这一尺度后，天文学家会改用光年，因为一光年约等于63,241 AU。

1977 年发射的旅行者 1 号是距离地球最远的人造物体。它已飞出日球层，并于 2012 年八月在距太阳约 121 AU 处进入星际空间。截至 2026 年，它大约在 170 AU 之外，约合 25.4 十亿千米，正以每年接近 3.5 AU 的速度向外飞行。

天文单位最初是如何测量的

公元前270年前后，古希腊萨摩斯岛天文学家阿里斯塔克斯试图通过比较月亮正好处于半月相位时的角度来测量太阳的距离。他采用的几何方法是正确的，但仅凭肉眼几乎不可能进行足够精确的测量。他得出的结论是，太阳距离我们约为月亮的二十倍；实际上约为四百倍。

在1600年代初，约翰内斯·开普勒的行星运动定律揭示了各行星之间的相对间距。例如，火星绕太阳运行的距离约为地球的1.5倍。这为天文学家提供了距离比值，却没有提供以英里或千米表示的实际距离。

第一次真正的突破来自金星凌日，即金星直接从地球与太阳之间经过。天文学家在1761年和1769年从地球上相距很远的地点观测并计时金星凌日，并派遣考察队前往西伯利亚和塔希提岛等地。由视差造成的计时差异，使他们能够计算出地球到太阳的距离，其结果与现代数值相差不到几个百分点。

在1960年代，雷达天文学使测量精度大幅提高。科学家向金星和水星发射无线电波并测量回波时间，将距离测量精确到几千米以内。到2012年，这一数值的精度已经足够高，国际天文学联合会得以将其直接定义为固定常数。

常见问题

天文单位有什么用途？ 它为描述太阳系内的距离提供了一种方便、符合人类尺度的方式。说海王星在距太阳 30 AU 处运行，比说它在 4.5 十亿千米处运行更容易想象。

一天文单位等于多少千米？ 按国际天文学联合会 2012 年的定义，恰好是 149,597,870.7 千米，约合 92,955,807 英里 (150,000,000 km)。

天文单位与光年是什么关系？ 一光年约等于 63,241 AU。光穿过一个天文单位大约需要 8 分 19 秒，而穿过一光年则需要整整一年，因此恒星之间的距离用光年来表示。

一个天文单位与地球到太阳的距离完全相同吗？ 并不完全相同。地球轨道是椭圆，所以它与太阳的距离在一月约为 0.983 AU，在七月约为 1.017 AU。天文单位接近这一范围的平均值，但如今被定义为一个固定数值，而不是直接测量的结果。

谁最先精确测量了天文单位？ 18 世纪利用金星凌日得出的早期估算值，与今天的数值相差仅几个百分点。1960 年代的雷达测量使精度大大提高，国际天文学联合会于 2012 年固定了它的精确值。

计算器支持双向换算吗？ 支持。输入以 AU 为单位的数值，可以查看对应的千米、英里或光年数值；也可以输入其中任一单位的数值，查看对应的 AU 数值。

参考文献

国际计量局（Bureau International des Poids et Mesures）。The International System of Units (SI Brochure)，第 9 版。国际计量局 SI 手册 — 1 au = 149 597 870 700 m，由国际天文学联合会决议 B2 定义。
美国国家航空航天局喷气推进实验室，太阳系动力学。Approximate Positions of the Planets。喷气推进实验室行星近似位置 — 以 au 表示的半长轴，从水星的 0.387 到海王星的 30.07。
美国国家航空航天局喷气推进实验室。NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space。喷气推进实验室关于旅行者 1 号的新闻 — 旅行者 1 号于 2012 年八月进入星际空间。

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