Odległości między gwiazdami są tak duże, że mierzenie ich w kilometrach lub milach jest ćwiczeniem z niekończącymi się zerami. Do wyznaczania odległości w jednym systemie stosuje się zwykły system miar. Mówią na przykład, że minimalna odległość od Ziemi do Marsa wynosi 55,76 miliona kilometrów. W przypadku gwiazd wszystko jest bardziej skomplikowane i tutaj zwykle stosuje się pojęcia roku świetlnego i parseka.

Jednostka astronomiczna- jednostka miary obiektów przyjęta w astronomii Układ Słoneczny i najbliższe mu obiekty Wszechświata. Jednostka astronomiczna to 149 598 100 km (+- ~750 km), co w przybliżeniu odpowiada średniej odległości Ziemi od Słońca. Współczesne obserwacje odnotowały stopniowy wzrost wartości o 15 cm rocznie, co tłumaczy się możliwą utratą masy przez Słońce, konsekwencjami wiatru słonecznego.


Rok świetlny- odległość, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku, w metrach wynosi 9 460 730 472 580 800. Tak naprawdę światło gwiazd, które widzimy w bezchmurną noc, podróżowało do naszej planety przez wiele stuleci, a niektórych z nich w ogóle już nie ma.

Parsek, znana również jako „paralaksa sekundy łukowej”, to odległość, z której średni promień orbity Ziemi (prostopadle do linii wzroku) jest widoczny pod kątem jednej sekundy łukowej. Po prostu parsek = 3,26 roku świetlnego.

Co ciekawe, w literaturze popularnonaukowej i fantasy zwyczajowo używa się pojęcia roku świetlnego, ale parseki są zwykle używane tylko w prace profesjonalne i badania.


(Galaktyka UDFj-39546284 to najdalsza galaktyka od Ziemi (13,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi), na zdjęciu wykonanym przez teleskop Hubble'a wygląda jak czerwona kropka)

Najbliższą nam gwiazdą jest Alfa Centauri, która znajduje się 4,37 lat świetlnych od Ziemi. Jednak najdalsza galaktyka (stan na grudzień 2012 r.) znajduje się aż 13,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi! Okazuje się, że kiedy zgaśnie słońce tej właśnie galaktyki (znane pod symbolem UDFj-39546284), ludzkość prędko się o tym nie dowie.

Z pewnością słysząc w jakimś filmie akcji science fiction wyrażenie a la „dwadzieścia na Tatooine”. lata świetlne„, wielu zadawało uzasadnione pytania. Wspomnę niektóre z nich:

Czy rok to nie czas?

Więc co to jest rok świetlny?

Ile to kilometrów?

Ile czasu zajmie pokonanie rok świetlny statek kosmiczny Z Ziemia?

Postanowiłem poświęcić dzisiejszy artykuł wyjaśnieniu znaczenia tej jednostki miary, porównaniu jej z naszymi zwykłymi kilometrami i pokazaniu skali, w jakiej działa Wszechświat.

Wirtualny zawodnik.

Wyobraźmy sobie osobę, łamiąc wszelkie przepisy, pędzącą autostradą z prędkością 250 km/h. W dwie godziny pokona 500 km, a w cztery – aż 1000. O ile oczywiście przy okazji się nie rozbije…

Wydawałoby się, że to jest prędkość! Aby jednak okrążyć cały glob (≈ 40 000 km), nasz zawodnik będzie potrzebował 40 razy więcej czasu. A to już 4 x 40 = 160 godzin. Albo prawie cały tydzień ciągła jazda!

Ostatecznie nie powiemy jednak, że pokonał 40 000 000 metrów. Ponieważ lenistwo zawsze zmuszało nas do wymyślania i stosowania krótszych, alternatywnych jednostek miary.

Limit.

Z kurs szkolny fizycy, każdy powinien wiedzieć, że najszybszy jeździec Wszechświat- światło. W ciągu jednej sekundy jego wiązka pokonuje odległość około 300 000 km i tym samym okrąża kulę ziemską w 0,134 sekundy. To 4 298 507 razy szybciej niż nasz wirtualny kierowca!

Z Ziemia zanim Księżycświatło dociera średnio 1,25 s, aż do Słońce jego promień dotrze za nieco ponad 8 minut.

Kolosalne, prawda? Jednak istnienia prędkości większych od prędkości światła nie udowodniono jeszcze. Dlatego świat naukowy zdecydował, że logiczne byłoby mierzenie skali kosmicznych w jednostkach, w których fala radiowa (w szczególności światło) przemieszcza się w określonych odstępach czasu.

Odległości.

Zatem, rok świetlny- nic więcej niż odległość, jaką promień światła pokonuje w ciągu jednego roku. W skalach międzygwiazdowych używanie mniejszych jednostek odległości nie ma większego sensu. A jednak oni tam są. Oto ich przybliżone wartości:

1 sekunda świetlna ≈ 300 000 km;

1 minuta świetlna ≈ 18 000 000 km;

1 godzina świetlna ≈ 1 080 000 000 km;

1 dzień świetlny ≈ 26 000 000 000 km;

1 tydzień świetlny ≈ 181 000 000 000 km;

1 miesiąc świetlny ≈ 790 000 000 000 km.

A teraz, żebyś wiedział, skąd pochodzą te liczby, obliczmy, ile jeden jest równe rok świetlny.

Rok ma 365 dni, 24 godziny na dobę, 60 minut na godzinę i 60 sekund na minutę. Zatem rok składa się z 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 sekund. W ciągu jednej sekundy światło pokonuje 300 000 km. Zatem w ciągu roku jego wiązka pokona odległość 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km.

Numer ten brzmi następująco: Dziewięć bilionów czterysta sześćdziesiąt miliardów osiemset milionów kilometrów.

Oczywiście dokładne znaczenie lata świetlne nieznacznie różni się od tego, co obliczyliśmy. Ale przy opisywaniu odległości do gwiazd w artykułach popularnonaukowych najwyższa dokładność w zasadzie nie jest potrzebna, a sto czy dwa miliony kilometrów nie będą tutaj odgrywać szczególnej roli.

Kontynuujmy teraz nasze eksperymenty myślowe...

Skala.

Załóżmy, że nowoczesny statek kosmiczny liście Układ Słoneczny z trzecią prędkością ucieczki (≈ 16,7 km/s). Pierwszy rok świetlny pokona go za 18 000 lat!

4,36 lata świetlne do najbliższego nam układu gwiezdnego ( Alfa Centauri, patrz obrazek na początku) pokona za około 78 tysięcy lat!

Nasz Galaktyka drogi mlecznej, o średnicy około 100 000 lata świetlne, przekroczy ją za 1 miliard 780 milionów lat.

I do tego dużego najbliżej nas galaktyki, statek kosmiczny przybędzie dopiero po 36 miliardach lat...

To są ciasta. Ale w teorii nawet Wszechświat powstał zaledwie 16 miliardów lat temu...

I w końcu...

Kosmiczną skalę można zacząć podziwiać nawet bez wychodzenia poza nią Układ Słoneczny, bo sam w sobie jest bardzo duży. Bardzo dobrze i dobitnie pokazali to chociażby twórcy projektu Gdyby Księżyc byłtylko 1 piksel (Gdyby Księżyc miał tylko jeden piksel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

Myślę, że na tym zakończę dzisiejszy artykuł. Z radością przyjmę wszystkie Twoje pytania, komentarze i życzenia w komentarzach poniżej.

Pomimo tego, że jego nazwa jest podobna do okresu roku, rok w ogóle nie mierzy czasu, ale odległość. To urządzenie zostało zaprojektowane do pomiaru ogromnych rozmiarów.

Rok świetlny - jednostka niesystemowa długość. Jest to odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu jednego roku (365,25 dni lub 31 557 600 sekund).

Porównanie roku świetlnego z rokiem kalendarzowym zaczęto stosować po 1984 roku. Wcześniej rok świetlny oznaczał odległość, jaką światło przebywa w ciągu jednego roku tropikalnego.

Długość roku tropikalnego nie ma dokładnej wartości, ponieważ dotyczą jej obliczenia prędkość kątowa Słońce i są jego odmiany. Wartość średnią przyjęto dla roku świetlnego.

Różnica w obliczeniach między tropikalnym rokiem świetlnym a rokiem świetlnym względem kalendarza juliańskiego wynosi 0,02 procent. A ponieważ to urządzenie nie jest używane do precyzyjnych pomiarów, nie ma między nimi praktycznej różnicy.

Rok świetlny jako długość jest używany w literaturze popularnonaukowej. W astronomii istnieje jeszcze jedna niesystemowa jednostka pomiaru dużych odległości – parsek. Obliczenie parseków opiera się na średnim promieniu orbity Ziemi. 1 parsek to 3,2616 lat świetlnych.

Obliczenia i odległości

Obliczanie roku świetlnego jest bezpośrednio związane z prędkością światła. Do obliczeń w fizyce zwykle przyjmuje się wartość równą 300 000 000 m/s. Dokładna prędkość światła wynosi 299 792 458 m/s. Oznacza to, że 299 792 458 metrów to tylko jedna sekunda świetlna!

Odległość do Księżyca wynosi około 384 400 000 metrów, co oznacza, że ​​wiązka światła dotrze do powierzchni Księżyca w ciągu około 1,28 sekundy.

Odległość Słońca od Ziemi wynosi 149 600 000 000. Dlatego promień słoneczny uderza w Ziemię w niecałe 7 minut.

Rok ma więc 31 557 600 sekund. Mnożąc tę ​​liczbę przez odległość równą jednej sekundzie świetlnej, otrzymujemy, że jeden rok świetlny jest równy 9 460 730 472 580 800 metrów.

1 milion lat świetlnych będzie odpowiednio równy 9 460 730 472 580 800 000 000 metrów.

Według przybliżonych obliczeń astronomów średnica naszej Galaktyki wynosi około 100 000 lat świetlnych. Oznacza to, że w naszej Galaktyce nie mogą być odległości mierzone w milionach lat świetlnych. Liczby takie są przydatne do pomiaru odległości między galaktykami.

Najbliższa Ziemi galaktyka, galaktyka Andromedy, oddalona jest od nas o 2,5 miliona lat świetlnych.

Obecnie największą kosmiczną odległością od Ziemi, jaką można zmierzyć, jest odległość do krawędzi obserwowalnego Wszechświata. Znajduje się w odległości około 45 miliardów lat świetlnych.

Pozasystemowa jednostka długości używana w astronomii; 1 S.g równa się drodze, jaką przebyło światło w ciągu 1 roku. 1 S. g. = 0,3068 parsek = 9,4605 1015 m. Fizyczne słownik encyklopedyczny. M.: Encyklopedia radziecka. Redaktor naczelny A. M. Prochorow... ... Encyklopedia fizyczna

ROK ŚWIETLNY, jednostka miary odległości astronomicznej, równa odległości, przez które przechodzi światło przestrzeń kosmiczna lub w PRÓŻNI przez jeden rok tropikalny. Jeden rok świetlny to 9,46071012 km... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

ROK ŚWIETLNY, jednostka długości stosowana w astronomii: droga, jaką przebywa światło w ciągu 1 roku, tj. 9,466?1012 km. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri) wynosi około 4,3 lat świetlnych. Najbardziej odległe gwiazdy w Galaktyce znajdują się na... ... Nowoczesna encyklopedia

Jednostka odległości międzygwiazdowych; droga, jaką światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46? 1012 km... Wielki słownik encyklopedyczny

Rok świetlny- ROK ŚWIETLNY, jednostka długości stosowana w astronomii: droga, jaką przebyło światło w ciągu 1 roku, tj. 9,466´1012 km. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri) wynosi około 4,3 lat świetlnych. Najbardziej odległe gwiazdy w Galaktyce znajdują się na... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Pozasystemowa jednostka długości używana w astronomii. 1 rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu 1 roku. 1 rok świetlny to 9,4605E+12 km = 0,307 szt.... Słownik astronomiczny

Jednostka odległości międzygwiazdowych; droga, jaką światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46·1012 km. * * * ROK ŚWIETLNY ROK ŚWIETLNY, jednostka odległości międzygwiazdowych; droga, jaką światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46×1012 km... słownik encyklopedyczny

Rok świetlny- jednostka odległości równa drodze przebytej przez światło w ciągu jednego roku. Rok świetlny to 0,3 parseka... Koncepcje nowoczesne nauki przyrodnicze. Glosariusz podstawowych terminów

rok świetlny- šviesmetis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9,46073 · 10¹² km. atitikmenys: pol. światło... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

rok świetlny- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. rok świetlny wok. Lichtjahr, n rus. rok świetlny, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Książki

  • Nie ma powrotu. Zestaw 3 książek, Aleksiej Łukjanow, Iwan Siergiejewicz Naumow. Zestaw 3 książek. 1. „Tsunami. Księga pierwsza. Wstrząsacze ziemi” 1999. Egor i Yusya Kruglov pozostają bez opieki dorosłych. Nie czeka ich już nic dobrego. Niepełnosprawność zmieniła się...
  • Fascynująca astronomia, Elena Kachur. O książce W nowej, długo oczekiwanej książce Chevostik i wujek Kuzya jadą do obserwatorium! Tutaj będą mieli fascynującą znajomość ciał niebieskich, które zdobią nasze nocne niebo. Razem z…

Odległości kosmiczne trudno mierzyć w zwykłych metrach i kilometrach, dlatego astronomowie posługują się innymi jednostki fizyczne. Jeden z nich nazywa się rokiem świetlnym.


Wielu fanów fantasy jest bardzo zaznajomionych z tą koncepcją, ponieważ często pojawia się ona w filmach i książkach. Ale nie wszyscy wiedzą, czym jest rok świetlny, a niektórzy nawet uważają, że jest on podobny do zwykłego rocznego obliczania czasu.

Co to jest rok świetlny?

W rzeczywistości rok świetlny nie jest jednostką czasu, jak można by przypuszczać, ale jednostką długości stosowaną w astronomii. Odnosi się do odległości przebytej przez światło w ciągu jednego roku.

Jest zwykle używany w podręcznikach astronomii lub popularnej fantastyce naukowej do określania długości w Układzie Słonecznym. W celu dokładniejszych obliczeń matematycznych lub pomiaru odległości we Wszechświecie za podstawę przyjmuje się inną jednostkę - .

Pojawienie się roku świetlnego w astronomii wiązało się z rozwojem nauk o gwiazdach i koniecznością stosowania parametrów porównywalnych ze skalą przestrzeni. Koncepcję wprowadzono kilka lat po pierwszym udanym pomiarze odległości Słońca od gwiazdy 61 Cygni w 1838 roku.


Początkowo rok świetlny był odległością, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku tropikalnego, czyli w okresie równym pełnemu cyklowi pór roku. Jednak od 1984 r. za podstawę zaczęto stosować rok juliański (365,25 dni), w wyniku czego pomiary stały się dokładniejsze.

Jak określa się prędkość światła?

Aby obliczyć rok świetlny, badacze musieli najpierw określić prędkość światła. Kiedyś astronomowie wierzyli, że rozchodzenie się promieni w przestrzeni jest natychmiastowe, ale w XVII wieku zaczęto kwestionować ten wniosek.

Pierwsze próby obliczeń podjął Galileo Gallilei, który postanowił obliczyć, ile czasu potrzebuje światło na przebycie 8 km. Jego badania zakończyły się niepowodzeniem. Przybliżoną wartość udało się obliczyć Jamesowi Bradleyowi już w 1728 roku, który określił prędkość na 301 tys. km/s.

Jaka jest prędkość światła?

Pomimo tego, że Bradley dokonał dość dokładnych obliczeń, dokładną prędkość udało im się określić dopiero w XX wieku, korzystając z nowoczesnych technologii laserowych. Zaawansowany sprzęt umożliwił wykonanie obliczeń skorygowanych o współczynnik załamania promieni, w wyniku czego wartość ta wyniosła 299 792,458 kilometrów na sekundę.


Astronomowie posługują się tymi danymi do dziś. Następnie proste obliczenia pomogły dokładnie określić czas potrzebny promieniom na przelot po orbicie globu bez wpływu na nie pól grawitacyjnych.

Choć prędkości światła nie da się porównać z ziemskimi odległościami, to jej wykorzystanie w obliczeniach tłumaczy się przyzwyczajeniem ludzi do myślenia w kategoriach „ziemskich”.

Ile równa się rok świetlny?

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że sekunda świetlna wynosi 299 792 458 metrów, łatwo obliczyć, że światło w ciągu minuty pokonuje 17 987 547 480 metrów. Z reguły astrofizycy wykorzystują te dane do pomiaru odległości wewnątrz układów planetarnych.

Na naukę ciała niebieskie w skali Wszechświata znacznie wygodniej jest przyjąć za podstawę rok świetlny, który równa się 9,460 bilionów kilometrów lub 0,306 parseka. Obserwacja ciał kosmicznych to jedyny przypadek, w którym człowiek może zobaczyć przeszłość na własne oczy.

Światło emitowane przez odległą gwiazdę potrzebuje wielu lat, aby dotrzeć do Ziemi. Z tego powodu oglądam obiekty kosmiczne, nie widzisz ich takimi, jakimi są ten moment i jak wyglądały w momencie emisji światła.

Przykłady odległości w latach świetlnych

Dzięki możliwości obliczenia prędkości ruchu promieni astronomom udało się obliczyć odległość w latach świetlnych do wielu ciał niebieskich. Zatem odległość naszej planety od Księżyca wynosi 1,3 sekundy świetlnej, do Proxima Centauri - 4,2 lat świetlnych, do mgławicy Andromedy - 2,5 miliona lat świetlnych.


Odległość między Słońcem a centrum naszej galaktyki zajmuje promieniom około 26 tysięcy lat świetlnych, a między Słońcem a planetą Pluton - 5 godzin świetlnych.