Galaktiske avstandsskalaer
Lysår ( St. G., ly) er en ekstrasystemenhet med lengde som tilsvarer avstanden som er tilbakelagt av lys på ett år.
Mer presist, som definert av International Astronomical Union (IAU), er et lysår lik avstanden som lys reiser i et vakuum, upåvirket av gravitasjonsfelt, i ett juliansk år (lik per definisjon til 365,25 standarddager på 86 400 SI sekunder eller 31 557 600 sekunder). Det er denne definisjonen som anbefales brukt i populærvitenskapelig litteratur. I faglitteraturen brukes vanligvis parsecs og multipler av enheter (kilo- og megaparsecs) i stedet for lysår for å uttrykke store avstander.
Tidligere (før 1984) var et lysår den avstanden som ble reist av lys i ett tropisk år, tildelt epoken 1900.0. Den nye definisjonen skiller seg fra den gamle med omtrent 0,002 %. Siden denne avstandsenheten ikke brukes til høypresisjonsmålinger, er det ingen praktisk forskjell mellom de gamle og nye definisjonene.
Numeriske verdier
Et lysår er lik:
- 9 460 730 472 580 800 meter (omtrent 9,46 petameter)
- 63 241 077 astronomiske enheter (AU)
- 0,306601 parsek
Relaterte enheter
Følgende enheter brukes ganske sjelden, vanligvis bare i populære publikasjoner:
- 1 lett sekund = 299 792,458 km (nøyaktig)
- 1 lysminutt ≈ 18 millioner km
- 1 lystime ≈ 1079 millioner km
- 1 lys dag ≈ 26 milliarder km
- 1 lys uke ≈ 181 milliarder km
- 1 lys måned ≈ 790 milliarder km
Avstand i lysår
Lysåret er praktisk for å kvalitativt representere avstandsskalaer i astronomi.
| Skala | Verdi (St. år) | Beskrivelse |
|---|---|---|
| Sekunder | 4 10 −8 | Gjennomsnittlig avstand til er omtrent 380 000 km. Dette betyr at en lysstråle som sendes ut fra overflaten vil ta omtrent 1,3 sekunder å nå Månens overflate. |
| minutter | 1,6·10−5 | En astronomisk enhet tilsvarer omtrent 150 millioner kilometer. Dermed når lyset jorden på omtrent 500 sekunder (8 minutter 20 sekunder). |
| Se | 0,0006 | Gjennomsnittlig avstand fra solen er omtrent 5 lystimer. |
| 0,0016 | Enhetene til Pioneer og serien som flyr utover, i omtrent 30 år siden lanseringen, har flyttet seg til en avstand på rundt hundre astronomiske enheter fra Solen, og deres responstid på forespørsler fra Jorden er omtrent 14 timer. | |
| År | 1,6 | Den indre kanten av det hypotetiske er plassert ved 50 000 a. e. fra solen, og den ytre - 100 000 a. e. Det vil ta omtrent halvannet år for lys å reise avstanden fra solen til ytterkanten av skyen. |
| 2,0 | Den maksimale radiusen til området med gravitasjonspåvirkning fra solen ("Hill Spheres") er omtrent 125 000 AU. e. | |
| 4,2 | Den nærmeste til oss (ikke medregnet solen), Proxima Centauri, ligger i en avstand på 4,2 lysår. årets. | |
| Millennium | 26 000 | Sentrum av galaksen vår er omtrent 26 000 lysår fra solen. |
| 100 000 | Diameteren på disken vår er 100 000 lysår. | |
| Millioner av år | 2,5 10 6 | Den nærmeste M31 til oss, den berømte, er 2,5 millioner lysår unna oss. |
| 3,14 10 6 | (M33) ligger 3,14 millioner lysår unna og er det fjerneste stasjonære objektet som er synlig for det blotte øye. | |
| 5,8 10 7 | Den nærmeste, Jomfruklyngen, er 58 millioner lysår unna oss. | |
| Titalls millioner lysår | Den karakteristiske størrelsen på galaksehoper etter diameter. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | Gravitasjonsanomalien "Great Attractor" ligger i en avstand på 150-250 millioner lysår fra oss. | |
| Milliarder av år | 1,2 10 9 | The Great Wall of Sloan er en av de største formasjonene i verden, dens dimensjoner er omtrent 350 Mpc. Det vil ta omtrent en milliard år før lyset beveger seg fra ende til annen. |
| 1,4 10 10 | Størrelsen på den kausalt sammenkoblede regionen av universet. Den beregnes ut fra universets alder og maksimal hastighet på informasjonsoverføring - lysets hastighet. | |
| 4,57 10 10 | Den medfølgende avstanden fra jorden til kanten av det observerbare universet i alle retninger; medfølgende radius av det observerbare universet (innenfor rammen av den standard kosmologiske modellen Lambda-CDM). |
22. februar 2017 rapporterte NASA at 7 eksoplaneter ble funnet rundt enkeltstjernen TRAPPIST-1. Tre av dem er i avstandsområdet fra stjernen der planeten kan ha flytende vann, og vann er en nøkkelbetingelse for liv. Det er også rapportert at dette stjernesystemet ligger i en avstand på 40 lysår fra Jorden.
Denne meldingen forårsaket mye støy i media; noen trodde til og med at menneskeheten var ett skritt unna å bygge nye bosetninger nær en ny stjerne, men dette er ikke tilfelle. Men 40 lysår er mye, det er MYE, det er for mange kilometer, det vil si, det er en uhyrlig kolossal avstand!
Fra et fysikkkurs er den tredje rømningshastigheten kjent – dette er hastigheten et legeme må ha ved jordoverflaten for å gå utover solsystemet. Verdien av denne hastigheten er 16,65 km/sek. Konvensjonelle romfartøyer tar av med en hastighet på 7,9 km/sek og går i bane rundt jorden. I prinsippet er en hastighet på 16-20 km/sek ganske tilgjengelig for moderne jordiske teknologier, men ikke mer!
Menneskeheten har ennå ikke lært å akselerere romskip raskere enn 20 km/sek.
La oss beregne hvor mange år det vil ta et stjerneskip som flyr med en hastighet på 20 km/sek å reise 40 lysår og nå stjernen TRAPPIST-1.
Ett lysår er avstanden som en lysstråle beveger seg i et vakuum, og lysets hastighet er omtrent 300 tusen km/sek.
Et menneskeskapt romskip flyr med en hastighet på 20 km/sek, det vil si 15 000 ganger saktere enn lysets hastighet. Et slikt skip vil dekke 40 lysår på en tid som tilsvarer 40*15000=600000 år!
Et jordskip (på det nåværende teknologinivået) vil nå stjernen TRAPPIST-1 om omtrent 600 tusen år! Homo sapiens har eksistert på jorden (ifølge forskere) i bare 35-40 tusen år, men her er det så mye som 600 tusen år!
I nær fremtid vil teknologien ikke tillate mennesker å nå stjernen TRAPPIST-1. Selv lovende motorer (ion, foton, kosmiske seil, etc.), som ikke eksisterer i den jordiske virkeligheten, anslås å kunne akselerere skipet til en hastighet på 10 000 km/sek, noe som betyr at flytiden til TRAPPIST -1 system vil reduseres til 120 år. Dette er allerede en mer eller mindre akseptabel tid for flyging ved bruk av suspendert animasjon eller for flere generasjoner av immigranter, men i dag er alle disse motorene fantastiske.
Selv de nærmeste stjernene er fortsatt for langt fra mennesker, for langt, for ikke å nevne stjernene i vår galakse eller andre galakser.
Diameteren til Melkeveien vår er omtrent 100 tusen lysår, det vil si at reisen fra ende til ende for et moderne jordskip vil være 1,5 milliarder år! Vitenskapen antyder at jorden vår er 4,5 milliarder år gammel, og flercellet liv er omtrent 2 milliarder år gammel. Avstanden til den nærmeste galaksen til oss - Andromedatåken - 2,5 millioner lysår fra Jorden - hvilke monstrøse avstander!
Som du kan se, av alle de levende menneskene, vil ingen noen gang sette sin fot på jorden til en planet nær en annen stjerne.
Gjennom å utforske sin egen planet i løpet av hundrevis av år, oppfant folk flere og flere nye systemer for å måle avstandssegmenter. Som et resultat ble det besluttet å vurdere en meter som den universelle lengdeenheten, og måle den lange avstanden i kilometer.
Men fremkomsten av det tjuende århundre ga menneskeheten et nytt problem. Folk begynte å studere verdensrommet nøye - og det viste seg at universets vidde er så stort at kilometer rett og slett ikke er egnet her. I konvensjonelle enheter kan du fortsatt uttrykke avstanden fra jorden til månen eller fra jorden til Mars. Men hvis du prøver å finne ut hvor mange kilometer den nærmeste stjernen er fra planeten vår, "overvokser" tallet med et ufattelig antall desimaler.
Hva er 1 lysår lik?
Det ble åpenbart at en ny måleenhet var nødvendig for å utforske rommets rom – og lysåret ble det. På ett sekund reiser lyset 300 000 kilometer. Lysår - dette er avstanden som lyset vil reise på nøyaktig ett år - og oversatt til et mer kjent tallsystem er denne avstanden lik 9.460.730.472.580,8 kilometer. Det er klart at det å bruke det lakoniske "ett lysår" er mye mer praktisk enn å bruke denne enorme figuren i beregninger hver gang.
Av alle stjernene er Proxima Centauri nærmest oss – den er «bare» 4,22 lysår unna. Selvfølgelig, i form av kilometer, vil tallet være ufattelig stort. Alt er imidlertid lært i sammenligning – hvis du tenker på at den nærmeste galaksen kalt Andromeda er så mye som 2,5 millioner lysår unna Melkeveien, begynner den ovennevnte stjernen virkelig å virke som en veldig nær nabo.
Forresten, bruk av lysår hjelper forskere med å forstå i hvilke hjørner av universet det er fornuftig å se etter intelligent liv, og hvor det er helt ubrukelig å sende radiosignaler. Tross alt er hastigheten til et radiosignal lik lysets hastighet - følgelig vil en hilsen sendt mot en fjern galakse nå målet først etter millioner av år. Det er mer rimelig å forvente et svar fra nærmere "naboer" - objekter hvis hypotetiske responssignaler vil nå jordiske enheter i det minste i løpet av en persons levetid.
1 lysår er hvor mange jordår?
Det er en utbredt misforståelse at lysåret er en tidsenhet. Faktisk er dette ikke sant. Begrepet har ingenting med jordiske år å gjøre, korrelerer ikke med dem på noen måte og refererer utelukkende til avstanden som lyset reiser i ett jordisk år.
Del artiklene våre!
Lysår
Under utforskningen av planeten deres trengte folk ulike tiltak for å måle avstander og segmenter. Til å begynne med var lengdemål unøyaktige fordi forskjellige folk hadde sine egne målemetoder. Det var først i 1791 at forskere fra Frankrike introduserte et mål som fortsatt brukes i dag - måleren (fra gresk - "mål").
Men på begynnelsen av det tjuende århundre begynte folk å rette oppmerksomheten mot romutforskning. Og det faktum at universet har utrolige avstander, viste det allerede eksisterende metriske systemet seg å være uegnet for å måle så store avstander. Det er mulig å måle i kilometer avstanden fra planeten vår til Månen eller til Mars, men hvis du måler avstandene til andre planeter, eller til og med stjerner, vil tallet inneholde utrolig mange nuller.
Og så bestemte forskere seg for å introdusere begrepet "lysår".
Hvor mange lysår er det?
På bare ett sekund reiser lysfotoner en avstand på 300 tusen km. Et lysår er antall kilometer lyset reiser på 12 måneder. I kilometer vil det være - 9 460 730 472 580,8 kilometer ≈ 9,46 1015.
Selvfølgelig er det mer praktisk å bruke begrepet "lysår" enn å bruke enorme kilometer. Men selvfølgelig er det omtrentlige verdier:
1 lyssekund ≈ 300 tusen kilometer.
1 lysminutt ≈ 18 millioner kilometer.
1 lystime ≈ 1 080 000 000 kilometer.
1 lys dag ≈ 26 000 000 000 kilometer.
1 lys uke ≈ 181 000 000 000 kilometer.
1 lys måned ≈ 790 000 000 000 kilometer.
Hvor mye?
Vi antar at romskipet flyr med den tredje rømningshastigheten (ca. 16,8 kilometer i sekundet), så om 18 tusen år vil skipet fly ett lysår. Og skipet vil fly gjennom Melkeveien vår, som er omtrent hundre tusen lysår i diameter, om nesten 2 milliarder år!
Den nærmeste stjernen til solen er Proxima Centauri. Den ligger i en avstand på rundt fire lysår. Hvis du regner det ut i kilometer, viser tallet seg å være veldig stort.
Men hvis vi sammenligner avstanden fra Proxima Centauri til nærmeste galakse, Andromedatåken, viser stjernen seg å være veldig nær, siden Andromeda ligger to og en halv million lysår fra Melkeveien. Romfartøyet vil kunne komme dit om 35 milliarder år.
Hva annet er lysår nyttige til?
Å bruke lysår hjelper oss å forstå hvor i universet vi kan prøve å finne intelligente sivilisasjoner. Dette er hvordan forskere bestemmer hvor det er fornuftig å sende radiosignaler og hvor ikke.
Slik fungerer det: lysets hastighet er lik hastigheten til et radiosignal, og det viser seg at det er helt ubrukelig å sende meldinger dit de vil nå om tusenvis, eller til og med milliarder av år. Det er fornuftig å se etter "naboer" gjennom et sendt signal som vil vare minst ett menneskeliv.
For sine beregninger bruker astronomer spesielle måleenheter som ikke alltid er klare for vanlige mennesker. Dette er forståelig, for hvis kosmiske avstander ble målt i kilometer, ville antallet nuller blende øynene. Derfor, for å måle kosmiske avstander, er det vanlig å bruke mye større mengder: astronomisk enhet, lysår og parsec.
Ganske ofte brukt til å angi avstander innenfor vårt opprinnelige solsystem. Hvis vi også kan uttrykke det i kilometer (384 000 km), så er den nærmeste stien til Pluto omtrent 4 250 millioner km, og dette vil være vanskelig å forstå. For slike avstander er det på tide å bruke en astronomisk enhet (AU), lik gjennomsnittlig avstand fra jordoverflaten til Sola. Med andre ord, 1 a.u. tilsvarer lengden på halvhovedaksen til jordens bane (150 millioner km). Nå, hvis du skriver at den korteste avstanden til Pluto er 28 AU, og den lengste veien kan være 50 AU, er det mye lettere å forestille seg.
Den nest største er et lysår. Selv om ordet "år" er til stede der, skal man ikke tro at vi snakker om tid. Ett lysår er 63 240 AU. Dette er veien som en lysstråle går i løpet av 1 år. Astronomer har beregnet at fra de fjerneste hjørnene av universet tar en lysstråle mer enn 10 milliarder år å nå oss. For å forestille oss denne gigantiske avstanden, la oss skrive den i kilometer: 950000000000000000000000. Nittifem milliarder trillioner vanlige kilometer.
Forskere begynte å gjette at lys ikke beveger seg umiddelbart, men med en viss hastighet, fra 1676. Det var på dette tidspunktet at en dansk astronom ved navn Ole Roemer la merke til at formørkelsene til en av Jupiters satellitter begynte å halte, og dette skjedde nettopp da Jorden var på vei i sin bane til motsatt side av Solen, motsatt side av hvor Jupiter var. Det gikk en tid, jorden begynte å bevege seg tilbake, og formørkelser begynte igjen å nærme seg deres tidligere tidsplan.
Dermed ble det registrert ca. 17 minutters tidsforskjell. Fra denne observasjonen ble det konkludert med at det tok lyset 17 minutter å reise en avstand på lengden av jordens bane. Siden diameteren på banen ble bevist å være omtrent 186 millioner miles (nå er denne konstanten 939 120 000 km), viste det seg at lysstrålen beveger seg med en hastighet på omtrent 186 tusen miles per sekund.
Allerede i vår tid, takket være professor Albert Michelson, som satte seg fore å bestemme så nøyaktig som mulig hva et lysår er, ved hjelp av en annen metode ble det endelige resultatet oppnådd: 186 284 miles på 1 sekund (omtrent 300 km/s). Nå, hvis vi teller antall sekunder i et år og multipliserer med dette tallet, finner vi at et lysår er 5.880.000.000.000 miles langt, som tilsvarer 9.460.730.472.580,8 km.
For praktiske formål bruker astronomer ofte en avstandsenhet kalt parsec. Det er lik forskyvningen av stjernen mot bakgrunnen til andre himmellegemer med 1"" når observatøren er forskjøvet med 1 radius