Aký dlhý je svetelný rok? Čo je svetelný rok
Ako viete, na meranie vzdialeností od Slnka k planétam, ako aj medzi planétami, vedci prišli s astronomickou jednotkou. čo to je svetelný rok?
V prvom rade treba poznamenať, že svetelný rok je tiež meracou jednotkou akceptovanou v astronómii, nie však času (ako by sa mohlo zdať, súdiac podľa významu slova „rok“), ale vzdialenosti.
Čomu sa rovná svetelný rok?
Keď sa vedcom podarilo vypočítať vzdialenosti k najbližším hviezdam, bolo zrejmé, že astronomická jednotka nie je vhodná na použitie v hviezdnom svete. Pre začiatok povedzme, že vzdialenosť od Slnka k najbližšej hviezde je približne 4,5 svetelného roka. To znamená, že svetlu z nášho Slnka k najbližšej hviezde (mimochodom sa volá Proxima Centauri) trvá cesta 4,5 roka! Ako ďaleko je táto vzdialenosť? Nikoho nenuďme matematikou, len si všimnime, že za sekundu preletia častice svetla 300 000 kilometrov. To znamená, že ak vyšlete signál baterkou smerom k Mesiacu, toto svetlo tam bude vidieť za menej ako jeden a pol sekundy. Svetlo cestuje zo Slnka na Zem za 8,5 minúty. Ako dlho potom prejdú lúče svetla za rok?
Povedzme hneď: svetelný rok je približne 10 biliónov kilometrov(bilión je jedna, za ktorou nasleduje dvanásť núl). Presnejšie 9 460 730 472 581 kilometrov. Pri prepočte na astronomické jednotky to bude približne 67 000, a to len pre najbližšiu hviezdu!
Je jasné, že vo svete hviezd a galaxií nie je astronomická jednotka vhodná na merania. Je jednoduchšie pracovať vo výpočtoch so svetelnými rokmi.
Použiteľnosť v hviezdnom svete
Napríklad vzdialenosť od Zeme po najjasnejšiu hviezdu na oblohe, Sirius, je 8 svetelných rokov. A vzdialenosť od Slnka k Polárke je asi 600 svetelných rokov. To znamená, že svetlo od nás sa tam dostane za 600 rokov. To by bolo približne 40 miliónov astronomických jednotiek. Pre porovnanie uvádzame, že veľkosť (priemer) našej Galaxie – Mliečnej dráhy – je približne 100 000 svetelných rokov. Náš najbližší sused, špirálová galaxia nazývaná hmlovina Andromeda, je od Zeme vzdialená 2,52 milióna svetelných rokov. Je veľmi nepohodlné uvádzať to v astronomických jednotkách. Vo vesmíre sú však objekty, ktoré sú od nás vo všeobecnosti vzdialené 15 miliárd svetelných rokov. Polomer pozorovateľného vesmíru je teda 13,77 miliardy svetelných rokov. A celý vesmír, ako je známe, presahuje pozorovateľnú časť.
Mimochodom, priemer pozorovateľného vesmíru nie je vôbec 2-krát väčší ako polomer, ako by ste si mohli myslieť. Ide o to, že časom sa priestor rozširuje. Tie vzdialené objekty, ktoré vyžarovali svetlo pred 13,77 miliardami rokov, odleteli ešte ďalej od nás. Dnes sú od nás vzdialené viac ako 46,5 miliardy svetelných rokov. Zdvojnásobenie nám dáva 93 miliárd svetelných rokov. Toto je skutočný priemer pozorovateľného vesmíru. Takže veľkosť časti priestoru, ktorá sa pozoruje (a ktorá sa tiež nazýva Metagalaxia), sa neustále zvyšuje.
Merať takéto vzdialenosti v kilometroch alebo astronomických jednotkách nemá zmysel. Aby som bol úprimný, svetelné roky sa sem úplne nehodia. Ľudia však zatiaľ nič lepšie nevymysleli. Čísla sú také obrovské, že ich zvládne iba počítač.
Definícia a podstata svetelného roka
teda svetelný rok (svetelný rok) je jednotka dĺžky, nie času, ktorá predstavuje vzdialenosť, ktorú prejde slnečný lúč za rok, teda za 365 dní. Táto jednotka merania je veľmi vhodná pre svoju prehľadnosť. Umožňuje vám odpovedať na otázku, po akom čase môžete očakávať odpoveď, ak pošlete elektromagnetickú správu určitej hviezde. A ak je toto obdobie príliš dlhé (napríklad tisíc rokov), potom takéto akcie nemajú zmysel.
Svetelný rok je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok. Medzinárodná astronomická únia poskytla vysvetlenie svetelného roku - to je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde vo vákuu bez účasti gravitácie za juliánsky rok. Juliánsky rok sa rovná 365 dňom. Práve toto dekódovanie sa používa vo vedeckej literatúre.
Ak si vezmeme odbornú literatúru, tak vzdialenosť sa počíta v parsekoch alebo kilo- a megaparsekoch.
Existujú konkrétne čísla, ktoré určujú vzdialenosť svetelných hodín, minút, dní atď.
- Svetelný rok sa rovná 9 460 800 000 000 km,
- mesiac- 788 333 miliónov km.,
- týždeň- 197 083 miliónov km.,
- deň- 26 277 miliónov km,
- hodina- 1 094 miliónov km.,
- minútu- asi 18 miliónov km.,
- druhý- asi 300 tisíc km.
Toto je zaujímavé! Svetlo zo Zeme na Mesiac prejde v priemere za 1,25 sekundy, pričom jeho lúč dosiahne Slnko za niečo vyše 8 minút.
Hviezda Betelgeuse v súhvezdí Orion by mala v dohľadnej dobe (v skutočnosti v priebehu niekoľkých storočí) explodovať.
Betelgeuse sa nachádza vo vzdialenosti 495 až 640 svetelných rokov od nás.
Ak vybuchne práve teraz, obyvatelia Zeme uvidia tento výbuch až o 500-600 rokov.
A ak dnes vidíte výbuch, pamätajte, že v skutočnosti k výbuchu došlo v čase Ivana Hrozného...
Zemský rok
Zemský rok je vzdialenosť, ktorú zem prejde za jeden rok. Ak vezmeme do úvahy všetky výpočty, potom sa jeden svetelný rok rovná 63242 pozemským rokom. Tento údaj platí konkrétne pre planétu Zem, pre ostatné, ako je Mars alebo Jupiter, budú úplne iné. Svetelný rok meria vzdialenosť od jedného nebeského objektu k druhému. Čísla pre svetelné roky a pozemské roky sú také odlišné, hoci znamenajú vzdialenosť.
Mierka
Video
Zdroje
Rýchla odpoveď: vôbec nie.
Často dostávame veľmi zaujímavé otázky, na ktoré sú odpovede veľmi neštandardné.
V názve vidíte jednu z týchto otázok. A naozaj, koľko pozemských rokov je v jednom jasnom roku? Môžete byť sklamaní, ale neexistuje žiadna skutočná odpoveď.
Faktom je, že jasný rok nie je meradlom času, ale meradlom vzdialenosti. Aby sme boli presnejší, svetelný rok je vzdialenosť vzdialenosti vo vákuu bez gravitačných polí, jeden efekt juliánskeho roka (ekvivalent 365,25 štandardných dní za 86 400 SI sekúnd alebo 31 557 600 sekúnd) Medzinárodnou astronomickou federáciou.
Aby sme to dosiahli, vezmeme značku 300 tisíc kilometrov za sekundu (to je presne rýchlosť svetla) a vynásobíme ju 31,56 miliónmi sekúnd (veľa sekúnd za rok) a dostaneme obrovské číslo - 9460800000 000 km (alebo 9,46 milióna kilometrov ). Toto fantastické číslo znamená vzdialenosť rovnajúcu sa svetelnému roku.
- 1 svetelný mesiac ~ 788 333 000 000 km
- 1 ľahký týždeň ~ 197 083 000 km
- 1 denné svetlo ~ 26 277 miliónov km
- 1 svetelná hodina ~ 1 094 miliónov km
- 1 svetelná minúta ~ asi 18 miliónov km
- 1 svetelná sekunda ~ 300 tisíc km
Ak chcete zistiť, koľko kilometrov za svetelný rok potrebujete, použite jednoduchú webovú kalkulačku.
Do ľavého poľa zadajte počet svetelných rokov záujmu, ktoré chcete previesť. V poli napravo uvidíte výsledok výpočtu. Jednoducho kliknite na príslušný odkaz a preveďte svetelné roky alebo míle na iné jednotky.
Čo je „svetlé leto“
Svetelný rok jednosmernej sústavy (St., ly) sa rovná vzdialenosti, ktorú prejde svetlo vo vákuu za jeden júlový rok (365,25 dňa).
Pojem sa používa najmä vo vede a beletrii, v odborných kruhoch sa udomácnil výraz „parsecs“ s predponami „kilo“ a „mega“.
a nie pred rokom 1984, podľa jasného roka, aby sme pochopili vzdialenosť, ktorú prešlo svetlo v tropickom roku, teraz sa hodnota zmenila o 0,002 % a praktická hodnota tohto rozdielu je taká, že v jasných rokoch sa nerobia veľmi presné merania. . Rýchlosť svetla je asi 300 tis.
km za sekundu a svetelný rok asi 10 biliónov kilometrov (9460,8800 miliónov km). Čo sa týka vzdialeností, napríklad Sirius je 8 svetelných rokov od svojej najbližšej blízkosti hviezdy Proxima Centauri - 4,22 svetelných rokov a priemer rímskej cesty - našej galaxie, ktorý je 100 000 svetelných rokov.
čo je "kilometer"
Kilometer kilometer (km, km) je množné číslo referenčných vzdialeností, ktoré sa bežne používajú na celom svete.
Jeden kilometer 1000 metrov, 0,621 míle, 0,9374 míle, 1094 yardov, 3281 metrov, 1,057 x 10 - 13 svetelných rokov, 6,67 x 10 - 9 astronomických jednotiek.
Ľahké roky
Stovky rokov ľudia vymýšľali svoju vlastnú planétu, aby vynašli stále viac a viac systémov diaľkového snímania. Preto bolo rozhodnuté vziať do úvahy univerzálnu jednotku dĺžky jedného metra a dlhú meraciu dráhu kilometrov.
Ale v nasledujúcom dvadsiatom storočí to vytvorilo pre ľudstvo nový problém. Ľudia začali pozorne študovať vesmír – a ukázalo sa, že veľkosť vesmíru je taká veľká, že míle sa sem jednoducho nehodia.
V obyčajných jednotkách môžete vyjadriť vzdialenosť zo Zeme na Mesiac alebo zo Zeme na Mars. Ale ak sa snažíte zistiť, ako ďaleko je najbližšia hviezda od našej planéty, číslo „rastie“ s nepostrehnuteľným počtom znakov na desatinnú čiarku.
Čo je 1 svetelný rok?
Bolo zrejmé, že je potrebná nová jednotka na prieskum vesmíru - a bol to jasný rok.
Za sekundu prejde svetlo 300 000 kilometrov. Ľahké roky — toto je vzdialenosť, ktorej svetlo prejde presne za rok a po preložení do známejšieho systému čísel je táto vzdialenosť 9 460 730 472 580,8 kilometrov. Je jasné, že použitie stručného „jednoduchého letu“ je oveľa pohodlnejšie ako použitie každého obrovského čísla vo výpočtoch.
Zo všetkých hviezd, ktoré sú k nám najbližšie, bola Proxima Centauri vzdialená len „4,2 svetelných rokov“. Samozrejme, na základe údajov o kilometroch je to nepredstaviteľné množstvo. Všetko je však relatívne – vzhľadom na to, že najbližšiu galaxiu Andromeda delí od rímskej cesty až 2,5 milióna svetelných rokov, hviezda a pravda sa začínajú zdať veľmi blízkymi susedmi.
Mimochodom, používanie svetelných rokov pomáha vedcom pochopiť, v ktorých kútoch vesmíru je rozumné nájsť inteligentný život a kde je vysielanie rádiových signálov úplne zbytočné.
Koniec koncov, rýchlosť rádiového signálu je podobná rýchlosti svetla, takže pozdrav odoslaný smerom k vzdialenej galaxii by trval milióny rokov, kým by sa dostal do cieľa. Má zmysel očakávať odozvu od susedných „susedov“ - objektov, ktorých hypotetické signály odozvy sa dostanú k pozemným zariadeniam aj počas života človeka.
1 svetelný rok - koľko pozemských rokov?
Existuje všeobecná mylná predstava, že svetelný rok je jednotkou času.
V skutočnosti to nie je pravda. Tento výraz nemá nič spoločné so pozemskými rokmi, nevzťahuje sa na ne a predstavuje iba vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden pozemský rok.
Váhy galaktických vzdialeností
svetelný rok ( St. G., ly) je mimosystémová jednotka dĺžky rovnajúca sa vzdialenosti, ktorú prejde svetlo za jeden rok.
Presnejšie, ako je definované Medzinárodnou astronomickou úniou (IAU), svetelný rok sa rovná vzdialenosti, ktorú svetlo prejde vo vákuu, bez vplyvu gravitačných polí, za jeden juliánsky rok (podľa definície sa rovná 365,25 štandardným dňom 86 400 SI sekúnd alebo 31 557 600 sekúnd). Práve táto definícia sa odporúča používať v populárno-vedeckej literatúre. V odbornej literatúre sa na vyjadrenie veľkých vzdialeností namiesto svetelných rokov zvyčajne používajú parseky a násobky jednotiek (kilo- a megaparseky).
Predtým (pred rokom 1984) bola svetelným rokom vzdialenosť, ktorú prejde svetlo za jeden tropický rok, priradená k epoche 1900.0. Nová definícia sa líši od starej približne o 0,002 %. Keďže táto jednotka vzdialenosti sa nepoužíva na vysoko presné merania, neexistuje žiadny praktický rozdiel medzi starou a novou definíciou.
Číselné hodnoty
Svetelný rok sa rovná:
- 9 460 730 472 580 800 metrov (približne 9,46 petametrov)
- 63 241 077 astronomických jednotiek (AU)
- 0,306601 parsekov
Súvisiace jednotky
Nasledujúce jednotky sa používajú pomerne zriedka, zvyčajne iba v populárnych publikáciách:
- 1 svetelná sekunda = 299 792,458 km (presne)
- 1 svetelná minúta ≈ 18 miliónov km
- 1 svetelná hodina ≈ 1079 miliónov km
- 1 svetelný deň ≈ 26 miliárd km
- 1 svetelný týždeň ≈ 181 miliárd km
- 1 svetelný mesiac ≈ 790 miliárd km
Vzdialenosť vo svetelných rokoch
Svetelný rok je vhodný na kvalitatívne vyjadrenie mierok vzdialeností v astronómii.
| Mierka | Hodnota (sv. roky) | Popis |
|---|---|---|
| sekúnd | 4 10 −8 | Priemerná vzdialenosť do je približne 380 000 km. To znamená, že lúču svetla vyžarovanému z povrchu bude trvať asi 1,3 sekundy, kým dosiahne povrch Mesiaca. |
| minút | 1,6·10−5 | Jedna astronomická jednotka sa rovná približne 150 miliónom kilometrov. Svetlo teda dosiahne Zem približne za 500 sekúnd (8 minút 20 sekúnd). |
| Sledujte | 0,0006 | Priemerná vzdialenosť od Slnka je približne 5 svetelných hodín. |
| 0,0016 | Zariadenia Pioneer a série lietajúce ďalej sa za približne 30 rokov od štartu presunuli do vzdialenosti asi sto astronomických jednotiek od Slnka a ich doba odozvy na požiadavky zo Zeme je približne 14 hodín. | |
| rok | 1,6 | Vnútorný okraj hypotetického sa nachádza vo výške 50 000 a. e. od Slnka a vonkajšieho - 100 000 a. e. Svetlu bude trvať asi rok a pol, kým prekoná vzdialenosť od Slnka k vonkajšiemu okraju oblaku. |
| 2,0 | Maximálny polomer oblasti gravitačného vplyvu Slnka („Hill Spheres“) je približne 125 000 AU. e. | |
| 4,2 | Najbližšia k nám (nepočítajúc Slnko), Proxima Centauri, sa nachádza vo vzdialenosti 4,2 svetelných rokov. rok. | |
| Milénium | 26 000 | Stred našej Galaxie sa nachádza približne 26 000 svetelných rokov od Slnka. |
| 100 000 | Priemer nášho disku je 100 000 svetelných rokov. | |
| Milióny rokov | 2,5 10 6 | Najbližšia M31, tá slávna, je od nás vzdialená 2,5 milióna svetelných rokov. |
| 3,14 10 6 | (M33) sa nachádza 3,14 milióna svetelných rokov ďaleko a je najvzdialenejším stacionárnym objektom viditeľným voľným okom. | |
| 5,8 10 7 | Najbližšia, hviezdokopa Panna, je od nás vzdialená 58 miliónov svetelných rokov. | |
| Desiatky miliónov svetelných rokov | Charakteristická veľkosť kôp galaxií podľa priemeru. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | Gravitačná anomália „Veľký priťahovač“ sa nachádza vo vzdialenosti 150-250 miliónov svetelných rokov od nás. | |
| Miliardy rokov | 1,2 10 9 | Veľký múr Sloan je jedným z najväčších útvarov na svete, jeho rozmery sú asi 350 Mpc. Svetlu bude trvať asi miliardu rokov, kým prejde z jedného konca na druhý. |
| 1,4 10 10 | Veľkosť kauzálne prepojenej oblasti vesmíru. Počíta sa z veku Vesmíru a maximálnej rýchlosti prenosu informácií – rýchlosti svetla. | |
| 4,57 10 10 | Sprievodná vzdialenosť od Zeme k okraju pozorovateľného vesmíru v akomkoľvek smere; sprievodný polomer pozorovateľného vesmíru (v rámci štandardného kozmologického modelu Lambda-CDM). |
Tak či onak, v každodennom živote meriame vzdialenosti: do najbližšieho supermarketu, do domu príbuzného v inom meste, do atď. Pokiaľ však ide o rozľahlosť vesmíru, ukazuje sa, že používanie známych hodnôt, ako sú kilometre, je mimoriadne iracionálne. A pointa tu nie je len v náročnosti vnímania výsledných gigantických hodnôt, ale v množstve čísel v nich. Aj napísanie toľkých núl sa stane problémom. Napríklad najkratšia vzdialenosť z Marsu k Zemi je 55,7 milióna kilometrov. Šesť núl! Ale červená planéta je jedným z našich najbližších susedov na oblohe. Ako využiť ťažkopádne čísla, ktoré vznikajú pri výpočte vzdialenosti aj k najbližším hviezdam? A práve teraz potrebujeme takú hodnotu ako svetelný rok. Koľko sa to rovná? Poďme na to teraz.
S relativistickou fyzikou úzko súvisí aj pojem svetelný rok, v ktorom sa začiatkom 20. storočia, keď sa zrútili postuláty newtonovskej mechaniky, vytvorila úzka súvislosť a vzájomná závislosť priestoru a času. Pred touto hodnotou vzdialenosti sú v systéme väčšie jednotky
boli vytvorené celkom jednoducho: každý nasledujúci bol súborom jednotiek menšieho rádu (centimetre, metre, kilometre atď.). V prípade svetelného roku bola vzdialenosť viazaná na čas. Moderná veda vie, že rýchlosť šírenia svetla vo vákuu je konštantná. Navyše je to maximálna rýchlosť v prírode prípustná v modernej relativistickej fyzike. Práve tieto myšlienky tvorili základ nového významu. Svetelný rok sa rovná vzdialenosti, ktorú prejde lúč svetla za jeden pozemský kalendárny rok. V kilometroch je to približne 9,46 * 10 15 kilometrov. Zaujímavé je, že fotón prekoná vzdialenosť k najbližšiemu Mesiacu za 1,3 sekundy. Do Slnka je to asi osem minút. Ale ďalšie najbližšie hviezdy, Alfa, sú už od nás vzdialené asi štyri svetelné roky.
Len fantastická vzdialenosť. V astrofyzike existuje ešte väčšia miera priestoru. Svetelný rok sa rovná asi jednej tretine parseku, čo je ešte väčšia jednotka merania medzihviezdnych vzdialeností.
Rýchlosť šírenia svetla v rôznych podmienkach
Mimochodom, existuje aj taká vlastnosť, že fotóny sa môžu v rôznych prostrediach šíriť rôznou rýchlosťou. Už vieme, ako rýchlo lietajú vo vákuu. A keď hovoria, že svetelný rok sa rovná vzdialenosti, ktorú prejde svetlo za rok, myslia tým prázdny vesmír. Je však zaujímavé poznamenať, že za iných podmienok môže byť rýchlosť svetla nižšia. Napríklad vo vzduchu sa fotóny rozptyľujú o niečo nižšou rýchlosťou ako vo vákuu. Ktorý závisí od konkrétneho stavu atmosféry. V prostredí naplnenom plynom by bol svetelný rok o niečo menší. Od akceptovaného by sa však výrazne nelíšil.
Astronómovia na svoje výpočty používajú špeciálne merné jednotky, ktoré nie sú bežným ľuďom vždy jasné. Je to pochopiteľné, pretože ak by sa kozmické vzdialenosti merali v kilometroch, potom by počet núl oslňoval oči. Preto je na meranie kozmických vzdialeností zvykom používať oveľa väčšie veličiny: astronomickú jednotku, svetelný rok a parsek.
Pomerne často sa používa na označenie vzdialeností v rámci našej pôvodnej slnečnej sústavy. Ak to vieme vyjadriť aj v kilometroch (384 000 km), tak najbližšia cesta k Plutu je približne 4 250 miliónov km a to bude ťažké pochopiť. Pre takéto vzdialenosti je čas použiť astronomickú jednotku (AU), ktorá sa rovná priemernej vzdialenosti od zemského povrchu k Slnku. Inými slovami, 1 a.u. zodpovedá dĺžke hlavnej poloosi obežnej dráhy našej Zeme (150 miliónov km). Teraz, ak napíšete, že najkratšia vzdialenosť k Plutu je 28 AU a najdlhšia cesta môže byť 50 AU, je oveľa jednoduchšie si to predstaviť.
Ďalším najväčším je svetelný rok. Hoci je tam slovo „rok“, netreba si myslieť, že hovoríme o čase. Jeden svetelný rok je 63 240 AU. Toto je dráha, ktorou prejde lúč svetla v priebehu 1 roka. Astronómovia vypočítali, že z najvzdialenejších kútov vesmíru k nám lúč svetla dorazí viac ako 10 miliárd rokov. Aby sme si predstavili túto gigantickú vzdialenosť, napíšme ju v kilometroch: 9500000000000000000000. Deväťdesiatpäť miliárd biliónov bežných kilometrov.
Vedci začali hádať, že svetlo sa nešíri okamžite, ale určitou rýchlosťou, počnúc rokom 1676. Práve v tom čase si dánsky astronóm menom Ole Roemer všimol, že zatmenia jedného z Jupiterových satelitov sa začínajú oneskorovať, a to sa deje práve vtedy, keď Zem smeruje na svoju obežnú dráhu na opačnú stranu Slnka, teda na opačnú stranu. kde bol Jupiter. Uplynul nejaký čas, Zem sa začala pohybovať späť a zatmenia sa opäť začali približovať k predchádzajúcemu plánu.
Bol teda zaznamenaný asi 17 minútový časový rozdiel. Z tohto pozorovania sa dospelo k záveru, že svetlu trvalo 17 minút, kým prekonalo vzdialenosť zodpovedajúcu dĺžke obežnej dráhy Zeme. Keďže sa dokázalo, že priemer obežnej dráhy je približne 186 miliónov míľ (teraz je táto konštanta 939 120 000 km), ukázalo sa, že svetelný lúč sa pohybuje rýchlosťou asi 186 000 míľ za sekundu.
Už v našich časoch sa vďaka profesorovi Albertovi Michelsonovi, ktorý sa rozhodol čo najpresnejšie určiť, čo je svetelný rok, pomocou inej metódy získal konečný výsledok: 186 284 míľ za 1 sekundu (približne 300 km/s). Ak teraz spočítame počet sekúnd za rok a vynásobíme týmto číslom, zistíme, že svetelný rok je dlhý 5 880 000 000 000 míľ, čo zodpovedá 9 460 730 472 580,8 km.
Na praktické účely astronómovia často používajú jednotku vzdialenosti nazývanú parsek. Rovná sa posunutiu hviezdy na pozadí iných nebeských telies o 1"", keď je pozorovateľ posunutý o 1 polomer