Galaktik mesafe ölçekleri
Işık yılı ( St. G., ly) ışığın bir yılda kat ettiği mesafeye eşit olan ekstra sistem uzunluk birimidir.
Daha doğrusu, Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) tarafından tanımlandığı gibi, bir ışık yılı, ışığın boşlukta, yerçekimi alanlarından etkilenmeden bir Jülyen yılında kat ettiği mesafeye eşittir (tanım gereği 86.400 SI saniyenin 365,25 standart gününe eşittir). veya 31.557 600 saniye). Popüler bilim literatüründe kullanılması önerilen tanım budur. Profesyonel literatürde, büyük mesafeleri ifade etmek için genellikle ışık yılı yerine parsek ve birimlerin katları (kilo ve megaparsek) kullanılır.
Daha önce (1984'ten önce), bir ışık yılı, 1900.0 dönemine atanan, ışığın bir tropikal yılda kat ettiği mesafeydi. Yeni tanım eskisinden yaklaşık %0,002 farklılık göstermektedir. Bu mesafe birimi yüksek hassasiyetli ölçümler için kullanılmadığından eski ve yeni tanımlar arasında pratik bir fark yoktur.
Sayısal değerler
Bir ışık yılı şuna eşittir:
- 9.460.730.472.580.800 metre (yaklaşık 9,46 petametre)
- 63.241.077 astronomik birim (AU)
- 0,306601 parsek
İlgili birimler
Aşağıdaki birimler oldukça nadiren, genellikle yalnızca popüler yayınlarda kullanılır:
- 1 ışık saniyesi = 299.792,458 km (tam)
- 1 ışık dakikası ≈ 18 milyon km
- 1 ışık saati ≈ 1079 milyon km
- 1 ışık günü ≈ 26 milyar km
- 1 ışık haftası ≈ 181 milyar km
- 1 ışık ayı ≈ 790 milyar km
Işık yılı cinsinden uzaklık
Işık yılı, astronomide uzaklık ölçeklerini niteliksel olarak temsil etmek için uygundur.
| Ölçek | Değer (St. yıl) | Tanım |
|---|---|---|
| Saniye | 4 10 −8 | Ortalama mesafe yaklaşık 380.000 km'dir. Bu, yüzeyden yayılan bir ışık ışınının Ay yüzeyine ulaşmasının yaklaşık 1,3 saniye süreceği anlamına geliyor. |
| dakika | 1,6·10−5 | Bir astronomik birim yaklaşık 150 milyon kilometreye eşittir. Böylece ışık Dünya'ya yaklaşık 500 saniyede (8 dakika 20 saniye) ulaşır. |
| Kol saati | 0,0006 | Güneş'ten ortalama uzaklık yaklaşık 5 ışık saatidir. |
| 0,0016 | Pioneer ve ötesine uçan serinin cihazları, fırlatılışından bu yana yaklaşık 30 yıl içinde Güneş'ten yaklaşık yüz astronomik birim mesafeye hareket etmiş olup, Dünya'dan gelen taleplere yanıt verme süreleri yaklaşık 14 saattir. | |
| Yıl | 1,6 | Varsayımın iç kenarı 50.000 a'da bulunur. e. Güneş'ten ve dıştaki - 100.000 a. e. Işığın Güneş'ten bulutun dış kenarına kadar olan mesafeyi kat etmesi yaklaşık bir buçuk yıl sürecektir. |
| 2,0 | Güneş'in yerçekimi etkisi bölgesinin maksimum yarıçapı (“Tepe Küreleri”) yaklaşık 125.000 AU'dur. e. | |
| 4,2 | Bize en yakın olanı (Güneş'i saymazsak) Proxima Centauri, 4,2 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Yılın. | |
| Milenyum | 26 000 | Galaksimizin merkezi Güneş'ten yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaktadır. |
| 100 000 | Diskimizin çapı 100.000 ışık yılıdır. | |
| Milyonlarca yıl | 2,5 10 6 | Bize en yakın olan M31, meşhur olan, bizden 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta. |
| 3,14 10 6 | (M33) 3,14 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alır ve çıplak gözle görülebilen en uzaktaki sabit nesnedir. | |
| 5,8 10 7 | En yakın olanı Başak kümesi bizden 58 milyon ışıkyılı uzaklıkta. | |
| On milyonlarca ışıkyılı | Çapa göre galaksi kümelerinin karakteristik boyutu. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | “Büyük Çekici” yerçekimi anomalisi bizden 150-250 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. | |
| Milyarlarca yıl | 1,2 10 9 | Sloan Seddi dünyanın en büyük oluşumlarından biridir, boyutları yaklaşık 350 Mpc'dir. Işığın bir uçtan diğer uca seyahat etmesi yaklaşık bir milyar yıl alacaktır. |
| 1,4 10 10 | Evrenin nedensel olarak bağlantılı bölgesinin boyutu. Evrenin yaşından ve maksimum bilgi aktarım hızından - ışık hızından - hesaplanır. | |
| 4,57 10 10 | Herhangi bir yönde Dünya'dan gözlemlenebilir Evrenin kenarına kadar olan mesafe; gözlemlenebilir Evrenin eşlik eden yarıçapı (standart kozmolojik model Lambda-CDM çerçevesinde). |
22 Şubat 2017'de NASA, tek yıldız TRAPPIST-1'in çevresinde 7 ötegezegenin bulunduğunu bildirdi. Bunlardan üçü, gezegenin sıvı suya sahip olabileceği yıldızdan uzaklık aralığındadır ve su, yaşam için temel bir koşuldur. Ayrıca bu yıldız sisteminin Dünya'ya 40 ışıkyılı uzaklıkta yer aldığı da aktarılıyor.
Bu mesaj medyada büyük yankı uyandırdı; hatta bazıları insanlığın yeni bir yıldızın yakınında yeni yerleşim yerleri kurmaya bir adım uzakta olduğunu düşünüyordu ama durum böyle değil. Ancak 40 ışıkyılı çok fazla, çok fazla, çok fazla kilometre, yani korkunç derecede devasa bir mesafe!
Fizik dersinden üçüncü kaçış hızı bilinmektedir; bu, bir cismin güneş sisteminin ötesine geçmek için Dünya yüzeyinde sahip olması gereken hızdır. Bu hızın değeri 16,65 km/sn'dir. Geleneksel yörüngesel uzay aracı 7,9 km/sn hızla havalanır ve Dünya'nın yörüngesine girer. Prensip olarak, 16-20 km/sn'lik bir hız, modern dünyevi teknolojiler için oldukça erişilebilirdir, ancak artık yok!
İnsanlık henüz uzay gemilerini 20 km/sn'den daha hızlı hızlandırmayı öğrenemedi.
20 km/sn hızla uçan bir yıldız gemisinin 40 ışık yılı mesafeyi kat ederek TRAPPIST-1 yıldızına ulaşmasının kaç yıl süreceğini hesaplayalım.
Bir ışık yılı, bir ışık ışınının boşlukta kat ettiği mesafedir ve ışığın hızı yaklaşık 300 bin km/sn'dir.
İnsan yapımı bir uzay gemisi saniyede 20 km hızla, yani ışık hızından 15.000 kat daha yavaş uçmaktadır. Böyle bir gemi 40*15000=600000 yıl kadar bir sürede 40 ışık yılını kapsayacaktır!
Bir Dünya gemisi (mevcut teknoloji seviyesinde) TRAPPIST-1 yıldızına yaklaşık 600 bin yıl içinde ulaşacak! Homo sapiens Dünya'da (bilim adamlarına göre) yalnızca 35-40 bin yıldır var, ama burada 600 bin yıla kadar var!
Yakın gelecekte teknoloji insanların TRAPPIST-1 yıldızına ulaşmasına izin vermeyecek. Karasal gerçeklikte bulunmayan gelecek vaat eden motorların (iyon, foton, uzay yelkenleri vb.) bile gemiyi 10.000 km/sn hıza çıkarabileceği tahmin ediliyor, bu da TRAPPIST'e uçuş süresinin kısalması anlamına geliyor. -1 sistemi 120 yıla indirilecek. Bu, askıya alınmış animasyon kullanılarak veya birkaç nesil göçmen için uçuş için az çok kabul edilebilir bir zamandır, ancak bugün tüm bu motorlar harika.
En yakın yıldızlar bile insanlardan hâlâ çok uzakta, Galaksimizin veya diğer galaksilerin yıldızlarından bahsetmeye bile gerek yok.
Samanyolu galaksimizin çapı yaklaşık 100 bin ışık yılıdır, yani modern bir Dünya gemisinin bir uçtan diğer uca yolculuğu 1,5 milyar yıl olacaktır! Bilim, Dünyamızın 4,5 milyar yaşında olduğunu, çok hücreli yaşamın ise yaklaşık 2 milyar yaşında olduğunu öne sürüyor. Bize en yakın galaksi olan Andromeda Bulutsusu'na olan mesafe - Dünya'dan 2,5 milyon ışıkyılı - ne kadar korkunç mesafeler!
Gördüğünüz gibi, yaşayan tüm insanlar arasında hiç kimse, başka bir yıldızın yakınındaki bir gezegenin dünyasına ayak basamayacak.
Yüzlerce yıldır kendi gezegenlerini keşfeden insanlar, mesafe bölümlerini ölçmek için giderek daha fazla yeni sistem icat etti. Sonuç olarak, evrensel uzunluk birimi olarak bir metrenin dikkate alınmasına ve uzun mesafenin kilometre cinsinden ölçülmesine karar verildi.
Ancak yirminci yüzyılın gelişi insanlığa yeni bir sorun sundu. İnsanlar uzayı dikkatlice incelemeye başladılar - ve Evrenin genişliğinin o kadar geniş olduğu ve kilometrelerin buraya uygun olmadığı ortaya çıktı. Geleneksel birimlerde hala Dünya'dan Ay'a veya Dünya'dan Mars'a olan mesafeyi ifade edebilirsiniz. Ancak gezegenimize en yakın yıldızın kaç kilometre uzakta olduğunu belirlemeye çalışırsanız, sayı hayal edilemeyecek sayıda ondalık basamakla "aşırı büyür".
1 ışık yılı neye eşittir?
Uzaydaki boşlukları keşfetmek için yeni bir ölçü birimine ihtiyaç duyulduğu açık bir şekilde ortaya çıktı ve bu, ışık yılı haline geldi. Işık bir saniyede 300.000 kilometre yol kat eder. Işık yılı - ışığın tam olarak bir yılda kat edeceği mesafedir ve daha tanıdık bir sayı sistemiyle çevirirsek bu mesafe 9.460.730.472.580,8 kilometreye eşittir. Kısa ve öz "bir ışık yılı" kullanmanın, bu devasa rakamı her seferinde hesaplamalarda kullanmaktan çok daha uygun olduğu açıktır.
Tüm yıldızlar arasında Proxima Centauri bize en yakın olanıdır; “sadece” 4,22 ışık yılı uzaktadır. Elbette kilometre cinsinden rakam hayal edilemeyecek kadar büyük olacak. Ancak her şey karşılaştırılarak öğrenilir - Andromeda adı verilen en yakın galaksinin Samanyolu'ndan 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta olduğunu düşünürsek, yukarıda bahsedilen yıldız gerçekten çok yakın bir komşu gibi görünmeye başlar.
Bu arada, ışık yıllarını kullanmak bilim adamlarının Evrenin hangi köşelerinde akıllı yaşam aramanın anlamlı olduğunu ve radyo sinyalleri göndermenin nerede tamamen işe yaramaz olduğunu anlamalarına yardımcı oluyor. Sonuçta radyo sinyalinin hızı ışık hızına benzer; buna göre uzak bir galaksiye gönderilen selam, hedefine ancak milyonlarca yıl sonra ulaşacaktır. Daha yakın "komşulardan" (varsayımsal yanıt sinyalleri en azından bir kişinin yaşamı boyunca dünyevi cihazlara ulaşacak olan nesnelerden) bir yanıt beklemek daha mantıklı olacaktır.
1 ışık yılı kaç Dünya yılıdır?
Işık yılının bir zaman birimi olduğuna dair yaygın bir yanılgı vardır. Aslında bu doğru değil. Terimin dünya yıllarıyla hiçbir ilgisi yoktur, onlarla hiçbir şekilde ilişkisi yoktur ve yalnızca ışığın bir dünya yılında kat ettiği mesafeyi ifade eder.
Makalelerimizi paylaşın!
Işık yılı
İnsanlar gezegenlerinin keşfi sırasında mesafeleri ve bölümleri ölçmek için çeşitli ölçümlere ihtiyaç duydular. Başlangıçta uzunluk ölçümleri hatalıydı çünkü farklı halkların kendi ölçüm yöntemleri vardı. Fransa'dan bilim adamları, bugün hala kullanılan bir ölçüyü - metreyi (Yunanca'dan - "ölçü") ancak 1791'de tanıttılar.
Ancak yirminci yüzyılın başında insanlar dikkatlerini uzay araştırmalarına çevirmeye başladı. Ve Evrenin inanılmaz mesafelere sahip olması, halihazırda mevcut olan metrik sistemin bu kadar büyük mesafeleri ölçmek için uygun olmadığı ortaya çıktı. Gezegenimizden Ay'a veya Mars'a olan mesafeyi kilometre cinsinden ölçmek mümkündür, ancak diğer gezegenlere, hatta yıldızlara olan mesafeleri ölçerseniz sayı inanılmaz sayıda sıfır içerecektir.
Ve sonra bilim adamları "ışık yılları" terimini tanıtmaya karar verdiler.
Bu kaç ışık yılıdır?
Işık fotonları yalnızca bir saniyede 300 bin km yol kat eder. Işık yılı, ışığın 12 ayda kat ettiği kilometre sayısıdır. Kilometre olarak - 9.460.730.472.580,8 kilometre ≈ 9,46 1015 olacaktır.
Elbette "ışık yılı" terimini kullanmak, devasa kilometreler kullanmaktan daha uygundur. Ancak elbette yaklaşık değerler var:
1 ışık saniyesi ≈ 300 bin kilometre.
1 ışık dakikası ≈ 18 milyon kilometre.
1 ışık saati ≈ 1.080.000.000 kilometre.
1 ışık günü ≈ 26.000.000.000 kilometre.
1 ışık haftası ≈ 181.000.000.000 kilometre.
1 ışık ayı ≈ 790.000.000.000 kilometre.
Ne kadar?
Uzay gemisinin üçüncü kaçış hızıyla (saniyede yaklaşık 16,8 kilometre) uçtuğunu, ardından 18 bin yıl sonra geminin bir ışıkyılı boyunca uçacağını varsayıyoruz. Ve gemi, çapı yaklaşık yüz bin ışık yılı olan Samanyolu galaksimizin içinden neredeyse 2 milyar yıl sonra uçacak!
Güneş'e en yakın yıldız Proxima Centauri'dir. Yaklaşık dört ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Kilometre cinsinden hesaplarsanız rakamın çok büyük olduğu ortaya çıkıyor.
Ancak Proxima Centauri'den en yakın galaksi olan Andromeda Bulutsusu'na olan mesafeyi karşılaştırırsak, Andromeda Samanyolu'ndan iki buçuk milyon ışıkyılı uzaklıkta olduğundan yıldızın çok yakın olduğu ortaya çıkıyor. Uzay aracı oraya 35 milyar yılda ulaşabilecek.
Işık yılları başka ne işe yarar?
Işık yıllarını kullanmak, evrenin neresinde akıllı uygarlıklar bulmaya çalışabileceğimizi anlamamıza yardımcı olur. Bilim adamları, radyo sinyallerini nereye göndermenin anlamlı olduğunu ve nereye gönderilmeyeceğini bu şekilde belirler.
Nasıl çalışıyor: Işık hızı radyo sinyalinin hızına eşit ve mesajların binlerce hatta milyarlarca yıl sonra ulaşacakları yere gönderilmesinin tamamen faydasız olduğu ortaya çıkıyor. En az bir insan ömrüne yetecek bir sinyal aracılığıyla “komşuları” aramak mantıklıdır.
Gökbilimciler hesaplamaları için sıradan insanlar için her zaman açık olmayan özel ölçü birimleri kullanırlar. Bu anlaşılabilir bir durumdur, çünkü eğer kozmik mesafeler kilometre cinsinden ölçülseydi, sıfırların sayısı gözlerinizi kamaştırırdı. Bu nedenle, kozmik mesafeleri ölçmek için çok daha büyük miktarların kullanılması gelenekseldir: astronomik birim, ışık yılı ve parsek.
Çoğunlukla yerel güneş sistemimizdeki mesafeleri belirtmek için kullanılır. Bunu kilometre (384.000 km) olarak da ifade edersek Plüton'a en yakın yol yaklaşık 4.250 milyon km'dir ve bunu anlamak zor olacaktır. Bu tür mesafeler için, dünya yüzeyinden Güneş'e olan ortalama mesafeye eşit bir astronomik birim (AU) kullanmanın zamanı gelmiştir. Başka bir deyişle, 1 a.u. Dünyamızın yörüngesinin yarı ana ekseninin uzunluğuna (150 milyon km) karşılık gelir. Şimdi Plüton'a en kısa mesafenin 28 AU, en uzun yolun ise 50 AU olabileceğini yazarsanız hayal etmek çok daha kolay olur.
Bir sonraki en büyüğü bir ışık yılıdır. Her ne kadar orada “yıl” kelimesi bulunsa da, zamandan bahsettiğimizi sanmamak lazım. Bir ışık yılı 63.240 AU'dur. Bu, bir ışık ışınının 1 yıl boyunca kat ettiği yoldur. Gökbilimciler, Evrenin en uzak köşelerinden bir ışık ışınının bize ulaşmasının 10 milyar yıldan fazla sürdüğünü hesapladılar. Bu devasa mesafeyi hayal etmek için kilometre olarak yazalım: 950000000000000000000000. Doksan beş milyar trilyon normal kilometre.
Bilim insanları, 1676'dan itibaren ışığın anında değil, belirli bir hızla yayıldığını tahmin etmeye başladılar. İşte bu sırada Ole Roemer adlı Danimarkalı bir gökbilimci, Jüpiter'in uydularından birinin tutulmalarının gecikmeye başladığını fark etti ve bu, tam olarak Dünya'nın yörüngesinde Güneş'in karşı tarafına, karşı tarafa doğru ilerlediği sırada oluyordu. Jüpiter'in nerede olduğu. Bir süre geçti, Dünya geriye doğru hareket etmeye başladı ve tutulmalar yeniden önceki programlarına yaklaşmaya başladı.
Böylece yaklaşık 17 dakikalık zaman farkı oluştu. Bu gözlemden, ışığın Dünya yörüngesi uzunluğundaki bir mesafeyi kat etmesinin 17 dakika sürdüğü sonucuna varıldı. Yörüngenin çapının yaklaşık 186 milyon mil olduğu kanıtlandığına göre (şimdi bu sabit 939.120.000 km), ışık ışınının saniyede yaklaşık 186 bin mil hızla hareket ettiği ortaya çıktı.
Zaten günümüzde, ışık yılının ne olduğunu olabildiğince doğru bir şekilde belirlemek için yola çıkan Profesör Albert Michelson sayesinde, farklı bir yöntem kullanarak nihai sonuca ulaşıldı: 1 saniyede 186.284 mil (yaklaşık 300 km/s). Şimdi bir yıldaki saniye sayısını sayıp bu sayıyla çarparsak, bir ışık yılının 5.880.000.000.000 mil uzunluğunda olduğunu, yani 9.460.730.472.580,8 km'ye karşılık geldiğini buluruz.
Pratik amaçlar için gökbilimciler sıklıkla parsek adı verilen bir uzaklık birimi kullanırlar. Gözlemci 1 yarıçap yer değiştirdiğinde yıldızın diğer gök cisimlerinin arka planına göre 1"" yer değiştirmesine eşittir.