Споделете нашите статии!
Светлинна година
По време на изследването на тяхната планета хората се нуждаеха от различни мерки за измерване на разстояния и сегменти. Първоначално мерките за дължина са били неточни, защото различни нацииимаше свои собствени начини за измерване. Едва през 1791 г. учените от Франция въвеждат мярка, която се използва и до днес - метърът (от гръцки - „мярка“).
Но в началото на двадесети век хората започнаха да насочват вниманието си към изследването на космоса. А фактът, че Вселената има невероятни разстояния, вече съществува метрична системасе оказа неподходящ за измерване на такива дълги разстояния. Възможно е да се измери в километри разстоянието от нашата планета до Луната или до Марс, но ако измерите разстоянията до други планети или дори звезди, числото ще съдържа невероятен брой нули.
И тогава учените решиха да въведат термина "светлинни години".
Колко светлинни години е това?
Само за една секунда фотоните на светлината изминават разстояние от 300 хил. км. Една светлинна година е броят километри, които светлината изминава за 12 месеца. В километри ще бъде - 9 460 730 472 580,8 километра ≈ 9,46 1015.
Разбира се, използването на термина "светлинни години" е по-удобно от използването на огромни километри. Но разбира се има приблизителни стойности:
1 светло второ≈ 300 хиляди километра.
1 светлинна минута ≈ 18 милиона километра.
1 светлинен час ≈ 1 080 000 000 километра.
1 светлинен ден ≈ 26 000 000 000 километра.
1 светлинна седмица ≈ 181 000 000 000 километра.
1 светлинен месец ≈ 790 000 000 000 километра.
Колко?
Предполагаме, че космическият кораб лети от третия евакуационна скорост(около 16,8 километра в секунда), то след 18 хиляди години корабът ще лети една светлинна година. И нашата галактика млечен път, който е около сто хиляди светлинни години в диаметър, корабът ще прелети след почти 2 милиарда години!
Най-близката звезда до Слънцето е Проксима Кентавър. Намира се на разстояние около четири светлинни години. Ако го изчислите в километри, цифрата се оказва много голяма.
Но ако сравним разстоянието от Проксима Кентавър до най-близката галактика, мъглявината Андромеда, звездата се оказва много близо, тъй като Андромеда се намира на два и половина милиона светлинни години от Млечния път. космически корабще може да стигне до там след 35 милиарда години.
За какво друго са полезни светлинните години?
Използването на светлинни години ни помага да разберем къде във Вселената можем да се опитаме да намерим интелигентни цивилизации. Ето как учените определят къде има смисъл да се изпращат радиосигнали и къде не.
Как работи: скоростта на светлината е равна на скоростта на радиосигнала и се оказва, че изпращането на съобщения до мястото, където те ще достигнат след хиляди или дори милиарди години, е напълно безполезно. Има смисъл да се търсят „съседи“ чрез изпратен сигнал, който ще продължи поне един човешки живот.
Както знаете, за измерване на разстоянията от Слънцето до планетите, както и между планетите, учените измислиха астрономическа единица. Какво е светлинна година?
На първо място, трябва да се отбележи, че светлинната година също е мерна единица, приета в астрономията, но не за време (както може да изглежда, съдейки по значението на думата „година“), а за разстояние.
На какво е равна една светлинна година?
Когато учените успяха да изчислят разстоянията до най-близките звезди, стана очевидно, че астрономическата единица е неудобна за използване в звездния свят. Да кажем за начало, че разстоянието от Слънцето до най-близката звездае приблизително 4,5 светлинни години. Това означава, че светлината от нашето Слънце до най-близката звезда (между другото, тя се нарича Проксима Кентавър) отнема 4,5 години, за да пътува! Колко е това разстояние? Нека не отегчаваме никого с математика, нека само отбележим, че за секунда частиците светлина прелитат 300 000 километра. Тоест, ако изпратите сигнал с фенерче към Луната, тази светлина ще се види там за по-малко от секунда и половина. Светлината пътува от Слънцето до Земята за 8,5 минути. Тогава колко време пътуват светлинните лъчи за една година?
Да кажем веднага: една светлинна година е приблизително 10 трилиона километра(трилион е едно, последвано от дванадесет нули). По-точно 9 460 730 472 581 километра. Ако се преизчисли в астрономически единици, ще бъде приблизително 67 000 и това е само за най-близката звезда!
Ясно е, че в света на звездите и галактиките астрономическата единица не е подходяща за измервания. По-лесно е да се работи при изчисления със светлинни години.
Приложимост в звездния свят
Например разстоянието от Земята до най-ярката звезда в небето Сириус е 8 светлинни години. И разстоянието от Слънцето до Северна звездае около 600 светлинни години. Тоест светлината от нас стига до там за 600 години. Това би било приблизително 40 милиона астрономически единици. За сравнение посочваме, че размерът (диаметърът) на нашата Галактика - Млечният път - е около 100 000 светлинни години. Най-близкият ни съсед е спирална галактика, която се нарича мъглявината Андромеда, е отдалечена от Земята на разстояние 2,52 милиона светлинни години. Много е неудобно да се посочи това в астрономически единици. Но във Вселената има обекти, които обикновено са на 15 милиарда светлинни години от нас. Така радиусът на наблюдаваната Вселена е 13,77 милиарда светлинни години. А пълна вселена, както е известно, се простира отвъд наблюдаемата част.
Между другото, диаметърът на наблюдаваната Вселена изобщо не е 2 пъти по-голям от радиуса, както може би си мислите. Работата е там, че с времето пространството се разширява. Тези далечни обекти, които са излъчвали светлина преди 13,77 милиарда години, са отлетели още по-далеч от нас. Днес те са на повече от 46,5 милиарда светлинни години. Удвояването на това ни дава 93 милиарда светлинни години. Това е истинският диаметър на наблюдаваната Вселена. Така че размерът на частта от пространството, която се наблюдава (и която също се нарича Метагалактика), се увеличава през цялото време.
Измерването на такива разстояния в километри или астрономически единици няма смисъл. Честно казано, светлинните години също не се вписват тук. Но нищо по-добри хораоще не съм го разбрал. Числата са толкова огромни, че само компютър може да се справи с тях.
Определение и същност на светлинната година
По този начин, светлинна година (светлинна година) е единица за дължина, а не време, която представлява изминатото разстояние слънчев лъчна година, тоест 365 дни. Тази мерна единица е много удобна за своята яснота. Позволява ви да отговорите на въпроса, след какъв период от време можете да очаквате отговор, ако изпратите електромагнитно съобщение. И ако този период е твърде дълъг (например хиляда години), тогава няма смисъл от подобни действия.
Именно това определение се препоръчва за използване в научно-популярната литература. IN професионална литературавместо това да изразява големи разстояния светлинни годиниОбикновено се използват парсеци и кратни единици (кило- и мегапарсеци).
Преди (преди 1984 г.) една светлинна година беше разстоянието, изминато от светлината за една тропическа година, отнесена към епохата 1900.0. Новата дефиниция се различава от старата с приблизително 0,002%. Тъй като тази единица за разстояние не се използва за измервания с висока точност, практическа разликаняма разлика между стари и нови дефиниции.
Числени стойности
Една светлинна година е равна на:
- 9 460 730 472 580 800 метра (приблизително 9,5 петаметра)
Свързани единици
Следните единици се използват доста рядко, обикновено само в популярни публикации:
- 1 светлинна секунда = 299 792,458 км (точно)
- 1 светлинна минута ≈ 18 милиона км
- 1 светлинен час ≈ 1079 милиона км
- 1 светлинен ден ≈ 26 милиарда км
- 1 светлинна седмица ≈ 181 милиарда км
- 1 светлинен месец ≈ 790 милиарда км
Разстояние в светлинни години
Светлинната година е удобна за качествено представяне на скалите на разстоянието в астрономията.
| Мащаб | Стойност (св. години) | Описание |
|---|---|---|
| Секунди | 4 10 −8 | Средното разстояние до Луната е приблизително 380 000 км. Това означава, че лъч светлина, излъчен от повърхността на Земята, ще отнеме около 1,3 секунди, за да достигне повърхността на Луната. |
| минути | 1,6·10−5 | Една астрономическа единица е равна на приблизително 150 милиона километра. Така светлината пътува от Слънцето до Земята за приблизително 500 секунди (8 минути 20 секунди). |
| Гледам | 0,0006 | Средното разстояние от Слънцето до Плутон е приблизително 5 светлинни часа. |
| 0,0016 | Устройствата от серията Pioneer и Voyager летят отвъд слънчева система, за около 30 години от изстрелването, те са се преместили на разстояние от около сто астрономически единици от Слънцето, а времето им за реакция на заявки от Земята е приблизително 14 часа. | |
| година | 1,6 | Вътрешният ръб на хипотетичния облак на Оорт се намира на 50 000 AU. д. от Слънцето, а външната - 100 000 а. д. Ще отнеме около година и половина на светлината да измине разстоянието от Слънцето до външния край на облака. |
| 2,0 | Максимален радиус на площта гравитационно влияниеСлънце (“Hill Spheres”) - приблизително 125 000 AU. д. | |
| 4,22 | Най-близката до нас звезда (без да броим Слънцето), Проксима Кентавър, се намира на разстояние 4,22 светлинни години. на годината . | |
| Милениум | 26 000 | Центърът на нашата Галактика е приблизително на 26 000 светлинни години от Слънцето. |
| 100 000 | Диаметърът на диска на нашата Галактика е 100 000 светлинни години. | |
| Милиони години | 2,5 10 6 | Най-близката спирална галактика до нас, M31, известната галактика Андромеда, е на 2,5 милиона светлинни години. |
| 3.14 10 6 | Галактиката Триъгълник (M33) се намира на 3,14 милиона светлинни години и е най-отдалеченият стационарен обект, видим с невъоръжено око. | |
| 5,9 10 7 | Най-близкият клъстер от галактики, клъстерът Дева, е на 59 милиона светлинни години. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | Гравитационната аномалия "Великият атрактор" се намира на разстояние 150-250 милиона светлинни години от нас. | |
| Милиарди години | 1,2 10 9 | Великата стена на Слоун е едно от най-големите образувания във Вселената, нейните размери са около 350 Mpc. Ще отнеме около милиард години, докато светлината премине от край до край. |
| 1,4 10 10 | Размерът на причинно-следствената област на Вселената. Изчислено от възрастта на Вселената и максимална скоростпредаване на информация - скоростта на светлината. | |
| 4,57 10 10 | Съпътстващото разстояние от Земята до края на наблюдаваната Вселена във всяка посока; съпътстващ радиус на наблюдаваната Вселена (в рамките на стандартния космологичен модел Lambda-CDM). |
Скали за галактически разстояния
- Една астрономическа единица с добра точност е равна на 500 светлинни секунди, тоест светлината достига Земята от Слънцето за около 500 секунди.
Вижте също
Връзки
- Международна Организация по Стандартизация. 9.2 Мерни единици
Бележки
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е „Светлинна година“ в други речници:
Извънсистемна единица за дължина, използвана в астрономията; 1 S.g. е равен на изминатото разстояние от светлината за 1 година. 1 S. g. = 0,3068 парсек = 9,4605 1015 m енциклопедичен речник. М.: Съветска енциклопедия. Главен редакторА. М. Прохоров... ... Физическа енциклопедия
СВЕТЛИННА ГОДИНА, мерна единица астрономическо разстояние, равно на разстояние, през които преминава светлината космическо пространствоили във ВАКУУМ за един тропическа година. Една светлинна година е равна на 9,46071012 км... Научно-технически енциклопедичен речник
СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9.466?1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на... ... Съвременна енциклопедия
Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, т.е. 9,46 1012 км... Голям енциклопедичен речник
Светлинна година- СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9.466´1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на... ... Илюстрован енциклопедичен речник
Извънсистемна единица за дължина, използвана в астрономията. 1 светлинна година е разстоянието, което светлината изминава за 1 година. 1 светлинна година е равна на 9.4605E+12 km = 0.307 pc... Астрономически речник
Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, тоест 9,46·1012 км. * * * СВЕТЛИННА ГОДИНА СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, т.е. 9,46×1012 км... енциклопедичен речник
Светлинна година- единица за разстояние, равна на пътя, изминат от светлината за една година. Една светлинна година е равна на 0,3 парсека... Концепции съвременна естествена наука. Речник на основните термини
За да разберете значението на понятието „светлинна година“, първо трябва да запомните училищен курсфизика, особено този раздел, който се отнася до скоростта на светлината. И така, скоростта на светлината във вакуум, където не се въздейства върху нея различни фактори, като гравитационни и магнитни полета, суспендирани частици, пречупване на прозрачна среда и др., е 299 792,5 километра в секунда. Трябва да разберете това в в такъв случайпод светлина разбираме възприемано човешко зрение.
По-малко известни единициИзмерванията на разстоянието са светлинен месец, седмица, ден, час, минута и секунда.Доста дълго време светлината се смяташе за безкрайно количество и първият човек, който изчисли приблизителната скорост на светлинните лъчи във вакуум, беше астрономът Олаф Ромер през средата на 17 веквек. Разбира се, неговите данни бяха много приблизителни, но самият факт на определяне на крайната стойност на скоростта е важен. През 1970 г. скоростта на светлината е определена с точност до един метър в секунда. По-точни резултати все още не са постигнати, тъй като възникнаха проблеми с грешката на стандарта на измервателния уред.
Светлинна година и други разстояния
Тъй като разстоянията са огромни, измерването им в условни единици би било нерационално и неудобно. Въз основа на тези съображения беше въведена специална - светлинната година, тоест разстоянието, което светлината изминава в т.нар. юлианска година(равно на 365,25 дни). Като се има предвид, че всеки ден съдържа 86 400 секунди, може да се изчисли, че за една година светлинен лъч изминава разстояние от малко повече от 9,4 километра. Тази стойност изглежда огромна, но например разстоянието до най-близката звезда до Земята, Проксима Кентавър, е 4,2 години, а диаметърът на галактиката Млечен път надхвърля 100 000 светлинни години, т.е. визуалните наблюдения, които могат да бъдат направени сега отразяват картина, съществувала преди около стотици хиляди години.
Лъч светлина изминава разстоянието от Земята до Луната за около секунда, но слънчева светлинаОтнема повече от осем минути, за да стигне до нашата планета.
В професионалната астрофизика концепцията за светлинна година рядко се използва. Учените използват основно единици като парсек и астрономическа единица. Парсек е разстоянието до въображаемата точка, от която радиусът на орбитата на Земята се вижда под ъгъл от една дъгова секунда (1/3600 от градуса). Средният радиус на орбитата, тоест разстоянието от Земята до Слънцето, се нарича астрономическа единица. Парсек е равен на приблизително три светлинни години или 30,8 трилиона километра. Една астрономическа единица е приблизително равна на 149,6 милиона километра.
За своите изчисления астрономите използват специални мерни единици, които не винаги са ясни обикновените хора. Това е разбираемо, защото ако космическите разстояния се измерват в километри, тогава броят на нулите би заслепил очите. Следователно, за измерване космически разстоянияобичайно е да се използва много големи количества: астрономическа единица, светлинна година и парсек.
Доста често се използва за указване на разстояния в нашата родна Слънчева система. Ако можем да го изразим и в километри (384 000 км), то Плутон е най-близо близък пъте приблизително 4 250 милиона км и това ще бъде трудно за разбиране. За такива разстояния е време да се използва астрономическа единица (AU), равна на средното разстояние от земната повърхносткъм Слънцето. С други думи, 1 a.u. съответства на дължината на голямата полуос на орбитата на нашата Земя (150 милиона км). Сега, ако напишем, че най-късото разстояние до Плутон е 28 AU и най-късото дълги разстоянияможе да бъде 50 AU, това е много по-лесно за представяне.
Следващата по големина е светлинна година. Въпреки че думата „година“ присъства там, не трябва да се мисли така ние говорим заотносно времето. Една светлинна година е 63 240 AU. Това е пътят, който един светлинен лъч изминава за 1 година. Астрономите са изчислили, че от най-отдалечените ъгли на Вселената на един светлинен лъч са необходими повече от 10 милиарда години, за да стигне до нас. За да си представим това гигантско разстояние, нека го запишем в километри: 95000000000000000000000. Деветдесет и пет милиарда трилиона обичайни километра.
Учените започват да предполагат, че светлината не се разпространява мигновено, а с определена скорост, започвайки от 1676 г. По това време един датски астроном на име Оле Ромер забеляза, че затъмненията на един от спътниците на Юпитер започват да забавят и това се случва точно когато Земята се насочва по орбитата си към обратната странаСлънцето срещу мястото, където беше Юпитер. Мина известно време, Земята започна да се движи назад и затъмненията отново започнаха да се приближават към предишния си график.
Така бяха отбелязани около 17 минути разлика във времето. От това наблюдение се стигна до заключението, че на светлината са нужни 17 минути, за да измине разстояние, равно на дължината на орбитата на Земята. Тъй като е доказано, че диаметърът на орбитата е приблизително 186 милиона мили (сега тази константа е 939 120 000 км), се оказа, че светлинният лъч се движи със скорост от около 186 хиляди мили в секунда.
Още в наше време, благодарение на професор Алберт Майкелсън, който се зае да определи възможно най-точно какво е светлинна година, използвайки различен метод, беше получен крайният резултат: 186 284 мили за 1 секунда (приблизително 300 km/s). Сега, ако преброим броя на секундите в годината и умножим по това число, ще открием, че една светлинна година е дълга 5 880 000 000 000 мили, което съответства на 9 460 730 472 580,8 км.
За практически цели астрономите често използват единица за разстояние, наречена парсек. Тя е равна на изместването на звездата на фона на другите небесни телас 1"", когато наблюдателят е изместен с 1 радиус