1 светлинна секунда. Светлинна година и космически мащаби

Изследвайки собствената си планета, в продължение на стотици години хората изобретяват все повече и повече нови системи за измерване на сегменти от разстояние. В крайна сметка беше решено да се разгледа универсална единицадължината е един метър, а най-дългият път се измерва в километри.

Но двадесетият век е изправен пред човечеството нов проблем. Хората започнаха внимателно да изучават космоса - и се оказа, че просторите на Вселената са толкова огромни, че километрите тук просто не са подходящи. В познати единици все още можете да изразите разстоянието от Земята до Луната или от Земята до Марс. Но ако се опитате да определите на колко километра е най-близката звезда от нашата планета, цифрата „придобива“ невъобразим брой десетични знаци.

На какво е равна 1 светлинна година?

Стана очевидно, че е необходима нова мерна единица за изследване на пространствата на космоса - и стана светлинна година. Светлината изминава 300 000 километра за една секунда. Светлинна година - това е разстоянието, което светлината ще измине точно за една година - и от гледна точка на по-познатата бройна система това разстояние е 9 460 730 472 580,8 километра.Ясно е, че използването на лаконичната „една светлинна година“ е много по-удобно, отколкото използването на тази огромна цифра всеки път в изчисленията.

От всички звезди Проксима Кентавър е най-близо до нас - тя е „само“ на 4,22 светлинни години. Разбира се, по отношение на километри цифрата ще се окаже невъобразимо огромна. Всичко обаче се познава в сравнение - като се има предвид, че най-близката галактика, наречена Андромеда, е далеч от млечен пътна цели 2,5 милиона светлинни години, гореспоменатата звезда наистина започва да изглежда като много близък съсед.

Между другото, използването на светлинни години помага на учените да разберат в кои ъгли на Вселената има смисъл да се търси. интелигентен живот, и къде да изпращате радиосигнали е напълно безполезно. В крайна сметка скоростта на радиосигнала е подобна на скоростта на светлината - съответно поздрав, изпратен към далечна галактика, ще достигне целта си едва след милиони години. По-разумно е да се изчака отговор от по-близки "съседи" - обекти, чиито хипотетични сигнали за реакция ще достигнат до земните превозни средства поне през живота на човека.

1 светлинна година е колко земни години?

Има широко разпространено погрешно схващане, че светлинната година е единица време. Всъщност не е така. Терминът няма нищо общо със земните години, не корелира по никакъв начин с тях и обозначава само разстоянието, което светлината изминава за една земна година.

Огромните открити пространства са много трудни за изчисляване в километри или мили. Учените мислеха да намерят други единици за измерване на големи разстояния. Феновете на научнофантастичните филми и книги често чуват за светлинната година. Но не всеки може да обясни какво означават тези думи. Някои не виждат разликата му от обичайния земен.

Тази стойност епопулярна мерна единица космическо разстояние. Когато го дефинирате, използвайте:

• скоростта на светлината,
• броят секунди е равен на 365 дни.

Важно условие за такова изчисление е липсата на влияние върху светлината на всякакви гравитационни полета. Това изискване се изпълнява от вакуум. Остава в него постоянна скоростразпространение на всякакви електромагнитни лъчи.

Още през 17 век учените се опитват да определят скоростта на светлината. Преди това астрономите приемаха, че лъчите преминават през космоса моментално. Галилео Галилей се съмняваше в това. Той се зае да изчисли времето, необходимо на един светлинен лъч да пътува определено разстояниеравно на осем километра. Но опитите му бяха неуспешни. Неуспешни са и изследванията на датския учен О. Рьомер. Той забеляза временна разлика в затъмненията на спътниците на други планети в зависимост от положението на Земята. Когато е по-далеч от друг космически обект, светлинните лъчи се нуждаят от повече време, за да достигнат земната повърхност. Не успя да изчисли скоростта им.

За първи път приблизително скоростта на светлината е изчислена от англичанина Джеймс Брадли през 18 век. Този астроном определи стойността й на 301 000 km/s. През миналия век, използвайки теорията на Максуел за електромагнетизма, учените успяха да изчислят точно скоростта на лъча. Изследванията са проведени с помощта на най-новите лазерни технологии, като се вземат предвид техните показатели на пречупване. Изчислената скорост на светлината е 299 792 километра 458 метра в секунда. Това помогна да се определи удобна мерна единица за космическото пространство.

Колко е 1 светлинна година в километри

За основа на изчислението са взети 365 дни. Ако изчислите дневната стойност в секунди, получавате 86 400 секунди. И през всичките тези дни броят им ще бъде 31 557 600.

Изчислихме колко далеч изминава светлинен лъч за секунда. Умножавайки тази стойност по 31 557 600, получаваме малко над 9,4 трилиона. Това е светлинна година, измерена в километри. Точно това разстоянието ще преминесветлинен лъч за 365 дни във вакуум. Той ще направи такава пътека, летейки наоколо земна орбитабез влиянието на гравитационните полета.

Примери за някои разстояния, изчислени по този начин

• Разстоянието от Земята до Луната се покрива от светлинен лъч за 1 минута 3 секунди;
• За 100 000 такива години можем да определим диаметъра на нашия галактически диск;
• Разстоянието в светлинни часове от Слънцето до Плутон е 5,25 часа;
• Лъчът от земята ще достигне галактиката Андромеда за 2 500 000 светлинни години, а звездата Проксима Кентавър само за 4;
• слънчева светлинадостига нашата планета за 8.20 минути;
• Центърът на нашата Галактика се намира на разстояние 26 хиляди светлинни години от Слънцето;
• Купът Дева се намира на разстояние 58 000 хиляди подобни години от нашата планета;
• За десетки милиони такива години клъстерите от галактики се измерват в диаметър;
• Максималното измерено разстояние от Земята до края на видимата вселена е 45 милиарда светлинни години.

Защо той е толкова важен

Изчислената скорост на светлината позволи на астрономите да определят разстояние между планети, звезди, галактики. Стана очевидно, че светлината, излъчвана от звезда, не достига до Земята със светкавична скорост. Наблюдавайки космически обекти в небето, ние виждаме миналото. Експлозията на далечна планета, станала преди стотици години, учените ще регистрират едва днес.

В рамките на нашата вселена използването на изчисления в тази мерна единица е удобно. Часове, седмици или месеци се използват по-рядко. При определяне на разстоянието до дистанц космически обекти, получената стойност ще бъде огромна. Става трудно и непрактично да се използват такива стойности в математически изчисления. Учените взеха това предвид и за астрономически изчисления на големи разстояния използват различна мерна единица - парсек. За сложни математически изчисления е по-приемливо. Една светлинна година е равна на една трета от парсек.

Съотношение на светлинни години към земни години

Често измерваме разстоянието в живота си:до работа, най-близкия магазин, друг град. Ние сравняваме различни количества едно с друго. Това помага да се оцени разликата. Концепциите за светлина и земни годинимного изглеждат подобни, ако не и еднакви. Има желание да ги сравним. Тук първо трябва да решите какво да имате предвид земна година. Можете да го определите като разстоянието, изминато от нашата планета за 365 дни. С тези параметри един светлоподобен период ще бъде равен на 63 хиляди земни години.

Ако земята се изчислява в дни, тогава ще се счита за единица време. Светлината показва разстоянието. И сравнението на такива стойности е безсмислено. В този случай няма отговор на въпроса.

Видео

Това видео ще ви помогне да разберете какво е светлинна година.

Не получихте отговор на въпроса си? Предложете тема на авторите.

Скали за галактически разстояния

Светлинна година ( Св. Ж., ly) е извънсистемна единица за дължина, равна на разстоянието, изминато от светлината за една година.

По-точно, според определението на Международния астрономически съюз (IAU), светлинна година равно на разстоянието, която светлината пътува във вакуум, без да се влияе от гравитационните полета, в едно юлианска година(равно на дефиниция на 365,25 стандартни дни от 86 400 SI секунди или 31 557 600 секунди). Това е определението, препоръчано за използване в научно-популярна литература. В професионалната литература за изразяване на големи разстояния, вместо светлинна годиначесто се използват парсеци и кратни единици (кило- и мегапарсеци).

Преди (преди 1984 г.) една светлинна година беше разстояние пресечен от светлиназа един тропическа година, причислен към епохата 1900.0. Новата дефиниция се различава от старата с около 0,002%. Тъй като тази единица за разстояние не се използва за много точни измервания, няма практическа разлика между старите и новите дефиниции.

Числени стойности

Светлинна година е:

• 9 460 730 472 580 800 метра (приблизително 9,46 петаметра)
• 63 241 077 астрономически единици (AU)
• 0,306601 парсека

Свързани единици

Следните единици се използват доста рядко, обикновено само в популярни публикации:

• 1 светлинна секунда = 299 792,458 км (точно)
• 1 светлинна минута ≈ 18 милиона км
• 1 светлинен час ≈ 1079 милиона км
• 1 светлинен ден ≈ 26 милиарда км
• 1 светлинна седмица ≈ 181 милиарда км
• 1 светлинен месец ≈ 790 милиарда км

Разстояние в светлинни години

Светлинната година е удобна за качествено представяне на скалите на разстоянията в астрономията.

Знаете ли защо астрономите не използват светлинната година за изчисляване на разстоянията до отдалечени обекти в космоса?

Светлинната година е несистемна единица за измерване на разстояния в космическото пространство. Той е повсеместен в популярните книги и учебници по астрономия. В професионалната астрофизика обаче тази цифра се използва изключително рядко и често за определяне на разстояния до близки обекти в космоса. Причината за това е проста: ако определите разстоянието в светлинни години до далечни обекти във Вселената, числото ще бъде толкова огромно, че ще бъде непрактично и неудобно да го използвате за физически и математически изчисления. Следователно, вместо светлинна година, професионалната астрономия използва такава мерна единица като , която е много по-удобна за работа при извършване на сложни математически изчисления.

Определение на термина

Можем да намерим дефиницията на термина "светлинна година" във всеки учебник по астрономия. Светлинна година е разстоянието, което един светлинен лъч изминава за една земна година. Подобно определение може да задоволи аматьора, но космологът ще го намери за непълно. Той ще забележи, че една светлинна година не е просто разстоянието, което светлината изминава за една година, а разстоянието, което един светлинен лъч изминава 365,25 земни днипътува във вакуум, незасегнат от магнитни полета.

Една светлинна година е 9,46 трилиона километра. Това е разстоянието, което един светлинен лъч изминава за една година. Но как астрономите са постигнали това? точно определениепът на лъча? Ще говорим за това по-долу.

Как се определя скоростта на светлината?

В древността се е смятало, че светлината се разпространява във Вселената моментално. Въпреки това, започвайки през седемнадесети век, учените започват да се съмняват в това. Галилей беше първият, който се усъмни в предложеното по-горе твърдение. Именно той се опита да определи времето, през което светлинен лъч изминава разстояние от 8 км. Но поради факта, че такова разстояние е незначително за такава стойност като скоростта на светлината, експериментът завършва с неуспех.

Първата голяма промяна в този въпрос беше наблюдението на известния датски астроном Олаф Рьомер. През 1676 г. той забеляза разликата във времето на затъмнение в зависимост от приближаването и отдалечаването на Земята към тях в открития космос. Това наблюдениеРьомър успешно се е свързал с факта, че колкото повече се отдалечава Земята, толкова повече време отнема на отразената от тях светлина да измине разстоянието до нашата планета.

същност този фактРомер улови точно, но не успя да изчисли достоверната стойност на скоростта на светлината. Неговите изчисления бяха грешни, тъй като през седемнадесети век той не можеше да има точни данни за разстоянието от Земята до други планети. слънчева система. Тези данни бяха определени малко по-късно.

Допълнителен напредък в изследванията и определянето на светлинната година

През 1728 г. английският астроном Джеймс Брадли, който открива ефекта на звездната аберация, е първият, който изчислява приблизителната скорост на светлината. Той определи стойността му на 301 хиляди км / сек. Но тази стойност беше неточна. По-усъвършенствани методи за изчисляване на скоростта на светлината са произведени независимо от космически тела- На земята.

Наблюденията на скоростта на светлината във вакуум с помощта на въртящо се колело и огледало са направени съответно от А. Физо и Л. Фуко. С тяхна помощ физиците успяха да се доближат до реалната стойност на това количество.

Точна скорост на светлината

Учените успяха да определят точната скорост на светлината едва през миналия век. Въз основа на теорията на Максуел за електромагнетизма, с помощта на съвременните лазерна технологияи изчисления, коригирани за индекса на пречупване на лъчевия поток във въздуха, учените успяха да изчислят точната стойност на скоростта на светлината 299 792,458 km / s. Тази стойност все още се използва от астрономите. Освен това определянето на светлинния ден, месец и година вече беше въпрос на технология. Чрез прости изчисления учените получиха цифрата от 9,46 трилиона километра - толкова време ще отнеме на един светлинен лъч да облети дължината на земната орбита.