Що таке світловий рік: чому ним вимірюють відстані?

Світловий рік – це відстань, яку світло проходить за один земний рік. Один світловий рік становить близько 6 трильйонів миль (9 трильйонів км). Це 9 із 12 нулями позаду!

Озираючись назад у часі

Коли ми використовуємо потужні телескопи, щоб дивитись на далекі предмети в космосі, ми фактично озираємось у минуле. Чому це так?

Світло рухається зі швидкістю 186 000 миль (або 300 000 км) за секунду. Це здається справді швидким, але об’єкти в космосі настільки далеко, що потрібно багато часу, щоб їхнє світло дійшло до нас. Чим далі знаходиться предмет, тим далі ми бачимо яким він був в минулому.

Що таке світловий рік?

Наше Сонце – найближча до нас зірка. Воно знаходиться на відстані приблизно 93 мільйони миль. Отже, сонячному світлу потрібно близько 8,3 хвилин, щоб дійти до нас. Це означає, що ми завжди бачимо Сонце таким, яким воно було приблизно 8,3 хвилини тому.

Наступна найближча до нас зірка знаходиться приблизно за 4,3 світлових року від нас. Отже, коли ми бачимо цю зірку сьогодні, ми фактично бачимо її такою, якою вона була 4,3 роки тому. Всі інші зірки, які ми можемо побачити очима, знаходяться ще далі. До деяких із них навіть тисячі світлових років.

Поляріс знаходиться за 320 світлових років. До Андромеди 2,5 мільйони світлових років. Проксима Кентавра знаходиться на відстані 4,3 світлових років. До центру Чумацького Шляху 26000 світлових років. До GN-z11 13,4 мільярда світлових років.

Тому розуміння того, що таке світловий рік пов’язане не лише з відстанню, але й з часом.

Зірки знаходяться у великих групах, які називаються галактиками. Галактика може мати мільйони або мільярди зірок. Найближча до нас велика галактика, Андромеда, знаходиться за 2,5 мільйони світлових років. Отже, ми бачимо Андромеду такою, якою вона була 2,5 мільйона років у минулому. Всесвіт наповнений мільярдами галактик. Деякі з цих галактик знаходяться набагато далі.

У 2016 році космічний телескоп Хаббл розглянув найдальшу галактику, коли-небудь побачену, під назвою GN-z11. До неї 13,4 мільярда світлових років, тому сьогодні ми можемо бачити цю галактику такою, яка вона була 13,4 мільярда років тому. Це лише 400 мільйонів років після Великого вибуху. Це одна з перших галактик, коли-небудь сформованих у Всесвіті.

Знання про перші галактики, що утворилися після Великого вибуху, як ця, допомагає нам зрозуміти, яким був ранній Всесвіт.

Що таке світловий рік: чому ним вимірюють відстані?

Світловий рік – це відстань, яку світло проходить за один земний рік. Один світловий рік становить близько 6 трильйонів миль (9 трильйонів км). Це 9 із 12 нулями позаду!

Озираючись назад у часі

Коли ми використовуємо потужні телескопи, щоб дивитись на далекі предмети в космосі, ми фактично озираємось у минуле. Чому це так?

Світло рухається зі швидкістю 186 000 миль (або 300 000 км) за секунду. Це здається справді швидким, але об’єкти в космосі настільки далеко, що потрібно багато часу, щоб їхнє світло дійшло до нас. Чим далі знаходиться предмет, тим далі ми бачимо яким він був в минулому.

Що таке світловий рік?

Наше Сонце – найближча до нас зірка. Воно знаходиться на відстані приблизно 93 мільйони миль. Отже, сонячному світлу потрібно близько 8,3 хвилин, щоб дійти до нас. Це означає, що ми завжди бачимо Сонце таким, яким воно було приблизно 8,3 хвилини тому.

Наступна найближча до нас зірка знаходиться приблизно за 4,3 світлових року від нас. Отже, коли ми бачимо цю зірку сьогодні, ми фактично бачимо її такою, якою вона була 4,3 роки тому. Всі інші зірки, які ми можемо побачити очима, знаходяться ще далі. До деяких із них навіть тисячі світлових років.

Поляріс знаходиться за 320 світлових років. До Андромеди 2,5 мільйони світлових років. Проксима Кентавра знаходиться на відстані 4,3 світлових років. До центру Чумацького Шляху 26000 світлових років. До GN-z11 13,4 мільярда світлових років.

Тому розуміння того, що таке світловий рік пов’язане не лише з відстанню, але й з часом.

Зірки знаходяться у великих групах, які називаються галактиками. Галактика може мати мільйони або мільярди зірок. Найближча до нас велика галактика, Андромеда, знаходиться за 2,5 мільйони світлових років. Отже, ми бачимо Андромеду такою, якою вона була 2,5 мільйона років у минулому. Всесвіт наповнений мільярдами галактик. Деякі з цих галактик знаходяться набагато далі.

У 2016 році космічний телескоп Хаббл розглянув найдальшу галактику, коли-небудь побачену, під назвою GN-z11. До неї 13,4 мільярда світлових років, тому сьогодні ми можемо бачити цю галактику такою, яка вона була 13,4 мільярда років тому. Це лише 400 мільйонів років після Великого вибуху. Це одна з перших галактик, коли-небудь сформованих у Всесвіті.

Знання про перші галактики, що утворилися після Великого вибуху, як ця, допомагає нам зрозуміти, яким був ранній Всесвіт.

Світловий рік

Концепція світловий рік часто вводить в оману. Саме існування слова рік спонукало багатьох асоціювати цей вираз із часовою одиницею. Однак це одиниця вимірювання довготи, яка використовується в галузі астрономії, тому замість того, щоб сказати «взяти світловий рік», люди кажуть «бути світловий рік».

У цій статті ми розповімо вам, що таке світловий рік, як він вимірюється, приклади та багато іншого.

Що таке світловий рік

Ця концепція працює як одиниця вимірювання в астрономії, яка кількісно визначає відстань, яку фотон або частинка світла може подолати протягом одного року у вакуумі. У чисельному вираженні, Один світловий рік дорівнює 9,46 х 1012 км або 9.460.730.472.580,8 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX км. Цей пристрій був спеціально розроблений для вимірювання величезних сидеричних відстаней, що простягаються на мільярди кілометрів. Ці відстані вимагають певної міри, щоб виразити їх легко зрозумілим способом.

Міжнародний астрономічний союз дає точне визначення світлового року, яке англійською скорочено означає ly або ly. Для його вимірювання необхідно враховувати юліанський календар (замість григоріанського) і швидкість світла (обчислена в 299.792.458 XNUMX XNUMX метрів за секунду). Отже, тривалість року, протягом якого поширюється світло відстань у просторі дорівнює 365,25 дням, а не 365,2425 дням, як у григоріанському календарі.

Як і інші одиниці вимірювання відстані, це вимірювання можна розширити до більших кратних, додавши префікс до числового значення. Наприклад, відстань у 1.000 світлових років можна виразити як кіло-світловий рік, або kly, тоді як відстань у 1.000.000 XNUMX XNUMX світлових років можна виразити як мега-світловий рік, або gly.

Походження поняття

У середині 61 століття Фрідріх Бессель, німецький астроном і математик, встановив концепцію світлового року як одиниці вимірювання. Новаторським досягненням Бесселя було точне обчислення відстані від Землі до зірки, відмінної від Сонця, зокрема до зірки XNUMX Лебедя, розташованої в сузір’ї Лебедя. Ця відстань була вражаючою кількість 98.734.594.662 61.350.985.287,1 XNUMX XNUMX кілометрів або XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX миль, Це були досить важкі цифри для роботи. Щоб уникнути цієї проблеми, Бессель вирішив виразити цю відстань через кількість часу, який потрібен світлу, щоб подолати цю відстань, тобто приблизно 10,3 року.

У той час, коли Бессель працював, швидкість світла ще не була точно визначена, що змусило його уникати використання терміну «світловий рік» у своїх розрахунках. Отто Уле, німецький науково-популярний письменник, у 1851 році ввів поняття «світловий рік» і запропонував використовувати його подібно до «березневої години».

Німецька академія спочатку розглядала цю одиницю вимірювання як астрономічну одиницю, хоча деякі, як-от британський астрофізик Артур Еддінгтон, вони були проти його прийняття, вважаючи його громіздким, непрактичним і краще пристосованим до популярної науки.

Приклади відстаней, виміряних у світлових роках

При вимірюванні в світлових роках певні просторові відстані стають особливо значущими. Давайте подивимося на деякі найбільш показові приклади, коли вчені використовують цю одиницю вимірювання:

• Чумацький шлях, наша власна галактика, має діаметр приблизно 150.000 240.000 світлових років. Для порівняння, Андромеди, її сусідня галактика, має діаметр близько 2.500.000 XNUMX світлових років. Дві галактики розділені відстанню в XNUMX XNUMX XNUMX світлових років.
• На зовнішньому краю Наша Сонячна система розташована в Хмарі Оорта., а відстань між цією хмарою і Сонцем становить близько 1 світлового року.
• Проксима Центавра, найближча до Сонця зірка, вона знаходиться на відстані 4,22 світлових років.
• Карликова галактика Великий Пс, яка є найближчою до Чумацького Шляху, відділяє від нього відстань у 25.000 XNUMX світлових років.
• Місцева група галактик, включаючи Чумацький Шлях, Її діаметр оцінюється в 10.000.000 XNUMX XNUMX світлових років.
• Надскупчення Діви, яке охоплює Місцеву групу галактик, має орієнтовний діаметр 200 000 000 світлових років.
• Комплекс надскупчень Риб-Кита, до якого входить Надскупчення Діви, має орієнтовний діаметр 1.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX світлових років.
• La Велика стіна Геркулеса-Corona Borealis, найбільша спостережувана астрономічна структура у Всесвіті, має приблизний діаметр понад 10.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX світлових років.

Інші астрономічні одиниці вимірювання

Окрім цієї добре відомої астрономічної одиниці вимірювання, існують інші одиниці вимірювання, які використовуються для позначення великих відстаней між небесними тілами та космічними утвореннями. Деякі з цих одиниць походять від світлового року, включаючи світловий місяць, світловий день, світлову годину, світлову хвилину та світлову секунду. Ці пристрої працюють за тим самим принципом і часто використовуються в популярній науці, телекомунікаціях і релятивістській фізиці.

Фахівці з астрономії схиляються до використання астрономічних одиниць, довжина яких перевищує один світловий рік. Приклади таких одиниць включають:

• Названо на честь англійського паралакса в одну кутову секунду, Парсек (пк) — одиниця вимірювання, еквівалентна 3,2616 світлових років.
• Розрахувавши середню відстань між Землею та Сонцем, вчені встановили астрономічна одиниця (а.о.) як еквівалент 8 світлових хвилин.

Студенти-астрономії, як правило, віддають перевагу астрономічній одиниці як своїй бажаній одиниці вимірювання через її відносно фіксоване значення, яке можна виразити простіше. З іншого боку, значення світлового року залежить від контекстуальних міркувань, наприклад, чи проводиться вимірювання у вакуумі чи використовується юліанський чи григоріанський календар.

Світловий рік є менш точною і складнішою одиницею вимірювання, ніж інші. однак, він має перевагу в тому, що він дуже чітко відображає великі відстані між небесними об’єктами. Це тому, що світло, яке є найшвидшою сутністю у Всесвіті, використовується як точка відліку для вимірювання цих відстаней.

Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про те, що таке світловий рік і як він вимірюється.

Повний шлях до статті: Мережева метеорологія » Астрономія » Світловий рік

Будьте першим, щоб коментувати