Z pewnością słysząc w jakimś fantastycznym filmie akcji wyrażenie a la „20 do Tatooine lata świetlne”, wielu zadało uzasadnione pytania. Wymienię niektóre z nich:

Czy rok nie jest czasem?

Więc co jest? rok świetlny?

Ile ma kilometrów?

Jak długo to zajmie rok świetlny statek kosmiczny z Ziemia?

Dzisiejszy artykuł postanowiłem poświęcić wyjaśnieniu znaczenia tej jednostki miary, porównaniu jej z naszymi zwykłymi kilometrami i zademonstrowaniu skal, które Wszechświat.

Wirtualny zawodnik.

Wyobraź sobie osobę, która łamie wszystkie zasady, pędząc autostradą z prędkością 250 km / h. W dwie godziny pokona 500 km, a w cztery – aż 1000. O ile oczywiście rozbije się przy okazji…

Wydawałoby się, że to prędkość! Ale żeby 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 ciągłej jazdy!

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

Limit.

Ze szkolnego kursu fizyki każdy powinien wiedzieć, że najszybszy jeździec na świecie Wszechświat- lekki. W ciągu jednej sekundy jego wiązka pokonuje odległość około 300 000 km, a kula ziemska obróci się w 0,134 sekundy. To 4 298 507 razy szybciej niż nasz wirtualny wyścigowiec!

Od Ziemia zanim Księżycświatło dociera średnio w 1,25 s, do słońce jego wiązka przyspieszy za nieco ponad 8 minut.

Kolosalne, prawda? Ale istnienie prędkości większych niż prędkość światła nie zostało jeszcze udowodnione. Dlatego świat naukowy zdecydował, że logiczne byłoby mierzenie skali kosmicznej w jednostkach, w których fala radiowa przechodzi w określonych odstępach czasu (w szczególności światłem).

Odległości.

W ten sposób, rok świetlny- nic więcej niż odległość, którą promień światła pokonuje w ciągu jednego roku. W skalach międzygwiezdnych używanie mniejszych jednostek odległości nie ma większego sensu. A jednak 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, aby zrozumieć, skąd pochodzą liczby, obliczmy, jaka jest jedna rok świetlny.

Jest 365 dni w roku, 24 godziny na dobę, 60 minut na godzinę i 60 sekund na minutę. Tak więc rok składa się z 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 sekund. Światło pokonuje 300 000 km w ciągu jednej sekundy. W konsekwencji za rok jego wiązka pokona odległość 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km.

Ten numer brzmi tak: Dziewięć bilionów, czterysta sześćdziesiąt miliardów i osiemset milionów kilometrów.

Oczywiście dokładna wartość rok świetlny nieco 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 tu odgrywać szczególnej roli.

A teraz kontynuujmy nasze eksperymenty myślowe...

Waga.

Załóżmy nowoczesne statek kosmiczny pozostawia Układ Słoneczny z trzecią prędkością przestrzenną (≈ 16,7 km/s). Pierwszy rok świetlny zwycięży za 18 000 lat!

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

Nasz galaktyka Drogi Mlecznej, o średnicy około 100 000 lata świetlne, to przekroczy za 1 miliard 780 milionów lat.

I do najbliższego nam galaktyki, statek kosmiczny pędzi dopiero po 36 miliardach lat ...

To są ciasta. Ale teoretycznie nawet Wszechświat powstało zaledwie 16 miliardów lat temu ...

I w końcu...

Możesz zacząć zastanawiać się nad kosmiczną skalą, nawet nie wychodząc poza nią Układ Słoneczny ponieważ sam w sobie jest bardzo duży. Pokazali to bardzo dobrze i wyraźnie np. twórcy projektu Gdyby Księżyc byłtylko 1 piksel (Gdyby księżyc miał tylko jeden piksel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html .

Być może na tym zakończę dzisiejszy artykuł. Wszystkie Twoje pytania, uwagi i życzenia są mile widziane w komentarzach poniżej.

Podziel się naszymi artykułami!

Rok świetlny

Podczas eksploracji swojej planety ludzie potrzebowali różnych miar pomiaru odległości i segmentów. Początkowo miary długości były niedokładne, ponieważ różne narody miały własne sposoby mierzenia. Dopiero w 1791 roku naukowcy z Francji wprowadzili stosowaną do dziś miarę - metr (z greckiego - "miara").
Ale na początku XX wieku ludzie zaczęli zwracać uwagę na badanie przestrzeni. A fakt, że Wszechświat ma niewiarygodne odległości, istniejący już system metryczny okazał się nieodpowiedni do mierzenia tak dużych odległości. Możliwe jest zmierzenie w kilometrach odległości od naszej planety do Księżyca lub do Marsa, ale jeśli zmierzy się odległości do innych planet, a nawet do gwiazd, na rysunku będzie niesamowita liczba zer.
A potem naukowcy postanowili wprowadzić termin „lata świetlne”.

Ile lat świetlnych?

W ciągu zaledwie jednej sekundy fotony światła pokonują długość 300 000 km. Rok świetlny to liczba kilometrów, które światło pokonuje w ciągu 12 miesięcy. W kilometrach będzie to - 9 460 730 472 580,8 km ≈ 9,46 1015.
Oczywiście używanie terminu „lata świetlne” jest wygodniejsze niż używanie ogromnych kilometrów. Ale oczywiście są wartości przybliżone:
1 sekunda świetlna ≈ 300 tysięcy kilometrów.
1 minuta świetlna ≈ 18 milionów kilometrów.
1 godzina świetlna ≈ 1 080 000 000 kilometrów.
1 dzień świetlny ≈ 26 000 000 000 kilometrów.
1 tydzień świetlny ≈ 181 000 000 000 kilometrów.
1 miesiąc świetlny ≈ 790 000 000 000 kilometrów.

Ile?

Zakładamy, że statek kosmiczny leci z trzecią prędkością kosmiczną (około 16,8 kilometrów na sekundę), a następnie za 18 tysięcy lat statek przeleci o jeden rok świetlny. A nasza galaktyka, Droga Mleczna, która ma średnicę około stu tysięcy lat świetlnych, statek przeleci za prawie 2 miliardy lat!
Najbliższą Słońcu gwiazdą jest Proxima Centauri. Znajduje się w odległości około czterech lat świetlnych. W przeliczeniu na kilometry liczba ta jest bardzo duża.
Ale jeśli porównamy odległość od Proxima Centauri do najbliższej galaktyki, Mgławicy Andromedy, to gwiazda jest bardzo blisko, ponieważ Andromeda znajduje się dwa i pół miliona lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Statek kosmiczny będzie mógł tam polecieć za 35 miliardów lat.

Do czego jeszcze przydatne są lata świetlne?

Korzystanie z lat świetlnych pomaga zrozumieć, gdzie we wszechświecie można spróbować znaleźć inteligentne cywilizacje. Dlatego naukowcy ustalają, gdzie sensowne jest wysyłanie sygnałów radiowych, a gdzie nie.
Jak to działa: prędkość światła jest równa prędkości sygnału radiowego i okazuje się, że wysyłanie wiadomości tam, gdzie dotrą za tysiące, a nawet miliardy lat, jest zupełnie bezużyteczne. Sensowne jest szukanie „sąsiadów” poprzez wysłany sygnał, który będzie trwał przynajmniej przez jedno ludzkie życie.

Ile lat ziemskich występuje w latach świetlnych?

Jest to całkowicie błędne przekonanie, że termin ten odmierza czas. Rok świetlny nie ma nic wspólnego z czasem ziemskim i nie jest z nim w żaden sposób związany. Oznacza tylko miarę odległości, jakie światło pokonuje na Ziemi w ciągu 1 roku.

Jednostka długości poza systemem stosowana w astronomii; 1 S. g. jest równa odległości przebytej przez światło w ciągu 1 roku. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsek \u003d 9,4605 1015 m. Fizyczny słownik encyklopedyczny. Moskwa: radziecka encyklopedia. Redaktor naczelny A. M. Prochorow ... ... Encyklopedia fizyczna

LIGHTYEAR, jednostka odległości astronomicznej, równa odległości, jaką światło pokonuje w otwartej przestrzeni lub w PRÓŻNI w ciągu jednego roku tropikalnego. Jeden rok świetlny to 9.46071012 km... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

LIGHTYEAR, jednostka długości używana w astronomii: droga przebyta przez światło w ciągu 1 roku, tj. 9,466?1012 km. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri) wynosi około 4,3 roku świetlnego. Najbardziej odległe gwiazdy w Galaktyce znajdują się na ... ... Współczesna encyklopedia

Jednostka odległości międzygwiezdnych; droga, którą pokonuje światło w ciągu roku, czyli 9,46×1012 km… Wielki słownik encyklopedyczny

Rok świetlny- LIGHTYEAR, jednostka długości używana w astronomii: droga przebyta przez światło w ciągu 1 roku, tj. 9,466´1012 km. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centauri) wynosi około 4,3 roku świetlnego. Najbardziej odległe gwiazdy w Galaktyce znajdują się na ... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Niesystemowa 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 międzygwiezdnych; ścieżka, którą światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, jednostka odległości międzygwiezdnych; droga jaką światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46x1012 km... słownik encyklopedyczny

Rok świetlny- jednostka odległości równa drodze przebytej przez światło w ciągu jednego roku. Rok świetlny to 0,3 parsek... Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. Słowniczek podstawowych pojęć

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. lekki… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

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

Książki

Nie ma odwrotu. Zestaw 3 książek, Lukyanov Alexey, Naumov Ivan Sergeevich. Zestaw 3 książek. 1. „Tsunami. Księga pierwsza. Wstrząsacze” 1999. Egor i Yusya Kruglov pozostają bez opieki dorosłych. Nie czeka ich nic dobrego. Niepełnosprawność sprawiła, że...
Fascynująca astronomia, Elena Kachur. O książce W nowej i długo oczekiwanej książce Chevostik i wujek Kuzya idą do obserwatorium! Tutaj będą mieli fascynującą znajomość z ciałami niebieskimi, które zdobią nasze nocne niebo. Razem z…

Odległości między gwiazdami są tak duże, że mierzenie ich w kilometrach lub milach jest ćwiczeniem z nieskończonymi zerami. Zwykły system miar służy do wskazywania odległości w jednym systemie. Na przykład mówią, że minimalna odległość od Ziemi do Marsa wynosi 55,76 miliona kilometrów. W przypadku gwiazd wszystko jest bardziej skomplikowane i tutaj zwykle używa się pojęć roku świetlnego i parseka.

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

Rok świetlny- odległość, jaką światło pokonuje w ciągu jednego roku, w metrach, to 9 460 730 472 580 800. W rzeczywistości światło gwiazd, które widzimy w bezchmurną noc, trafiało na naszą planetę przez wiele stuleci, a niektóre z nich już nie w ogóle istnieją.

Parsek, znana również jako „paralaksa sekundy kątowej” - jest to odległość, z której średni promień orbity Ziemi (prostopadle do linii widzenia) jest widoczny pod kątem jednej sekundy kątowej. Jeśli jest to dość proste, to parsek = 3,26 lat świetlnych.

Ciekawe, że w literaturze popularnonaukowej i fantastycznej zwyczajowo używa się pojęcia roku świetlnego, a parseków używa się zwykle tylko w pismach zawodowych i badaniach naukowych.

(Galaktyka UDFj-39546284 - najbardziej odległa 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 w odległości 4,37 lat świetlnych od Ziemi. Ale do najbardziej odległej galaktyki (stan na grudzień 2012) od Ziemi aż 13,3 miliarda lat świetlnych! Okazuje się, że gdy zgaśnie słońce tej właśnie galaktyki (znane jako UDFj-39546284), ludzkość wkrótce się o tym nie dowie.

Szybka odpowiedź: wcale.

Często zadawane są nam bardzo ciekawe pytania, na które odpowiedzi są bardzo niestandardowe. Widzisz jedno z tych pytań w tytule. A tak naprawdę, ile lat ziemskich przypada na jeden rok świetlny? Możesz być rozczarowany, ale poprawna odpowiedź wcale nie jest. Jak to?

Rzecz w tym, że rok świetlny nie jest miarą czasu, ale miarą odległości. Mówiąc dokładniej, rok świetlny jest równy odległości, jaką światło pokonuje w próżni, bez wpływu pól grawitacyjnych, w ciągu jednego roku juliańskiego (co z definicji jest równe 365,25 dniom standardowym o długości 86 400 SI sekund, czyli 31 557 600 sekund), zgodnie z definicją Międzynarodowej Unii Astronomicznej.

Spróbujmy teraz obliczyć odległość roku świetlnego. Aby to zrobić, weź znak 300 tysięcy kilometrów na sekundę (jest to dokładnie prędkość światła) i pomnóż przez 31,56 miliona sekund (tyle sekund w roku) i uzyskaj ogromną liczbę - 9 460 800 000 000 km (lub 9 460 000 milionów kilometrów) . Ta fantastyczna liczba oznacza odległość, która jest równa rokowi świetlnemu.