Udaljenost prijeđena svjetlošću za 1 godinu. Koliko kilometara u svjetlosnoj godini, i da li je jednaka zemlji

Kakav god stil života da vodimo, šta god da radimo, na ovaj ili onaj način, svakodnevno koristimo neke mjerne jedinice. Tražimo čašu vode, zagrijavamo vlastiti doručak na određenu temperaturu, vizualno procjenjujemo koliko nam je potrebno hodati do najbližeg pošta, zakažite sastanak određeno vrijeme itd. Sve ove radnje zahtijevaju

Ne samo kalkulacije, već i određena mjerenja raznih brojčanih kategorija: udaljenosti, količine, težine, vremena i tako dalje. U našem Svakodnevni život redovno koristimo brojeve. A na ove brojke su već dugo navikli, kao na neku vrstu alata. Ali šta se dešava kada izađemo iz svakodnevne zone komfora i suočimo se sa neobičnim numeričke vrijednosti? U ovom članku razgovaraćemo o fantastičnim figurama svemira.

univerzalni otvoreni prostori

Još više iznenađuje situacija sa svemirske udaljenosti. Sasvim smo svjesni kilometara do susjednog grada, pa čak i od Moskve do New Yorka. Ali teško je vizuelno zamisliti udaljenosti kada je u pitanju razmera zvezdanih jata. Sada će nam trebati takozvana svjetlosna godina. Uostalom, udaljenosti čak i između susjednih zvijezda su izuzetno velike, a njihovo mjerenje u kilometrima ili miljama jednostavno je iracionalno. I ovdje poenta nije samo u teškoći sagledavanja ogromnih rezultirajućih brojeva, već u broju njihovih nula. Problem postaje napisati broj. Na primjer, udaljenost od Zemlje do Marsa tokom perioda najbližeg približavanja iznosi 55,7 miliona kilometara. Vrijednost sa šest nula. Ali Mars je jedan od naših najbližih svemirskih susjeda! Udaljenost do najbliže zvijezde, osim Sunca, bit će milione puta veća. A onda, ako bismo to izmjerili u kilometrima ili miljama, astronomi bi morali potrošiti sate svog vremena samo na snimanje ovih ogromnih količina. Svjetlosna godina je riješila ovaj problem. Izlaz je bio prilično genijalan.

Šta je svjetlosna godina?

Umjesto izmišljanja nove jedinice mjere, koja je zbir jedinica manjeg reda (kao što se dešava sa milimetrima, centimetrima, metrima, kilometrima), odlučeno je da se udaljenost veže za vrijeme. Zapravo, činjenica da je i vrijeme fizičko polje, uticaj na događaje, više

štaviše, međusobno povezan i konvertibilan sa prostorom, otkrio je Albert Ajnštajn i dokazao kroz svoju teoriju relativnosti. Konstantna brzina postala brzina svetlosti. I prolaz svetlosnog snopa određenoj udaljenosti po jedinici vremena dali su nove fizičke prostorne veličine: svjetlosna sekunda, svjetlosni minut, svjetlosni dan, svjetlosni mjesec, svjetlosna godina. Na primjer, u sekundi snop svjetlosti (u svemirskim uvjetima - vakuum) pređe udaljenost od oko 300 hiljada kilometara. Lako je izračunati da je jedna svjetlosna godina jednaka otprilike 9,46 * 10 15 . Dakle, udaljenost od Zemlje do najbližeg kosmičkog tijela, Mjeseca, je nešto više od jedne svjetlosne sekunde, do Sunca - oko osam svjetlosnih minuta. marginalna tijela Solarni sistem on moderne ideje orbitira na udaljenosti od jedne svjetlosne godine. Sljedeća nama najbliža zvijezda, odnosno sistem dvostrukih zvijezda, Alfa i Proksima Kentauri, toliko je udaljena da čak i njihova svjetlost dopire do naših teleskopa samo četiri godine nakon početka. I na kraju krajeva, ovo su još uvijek nama najbliža nebeska tijela. Svetlosti sa drugog kraja Mlečnog puta potrebno je više od sto hiljada godina da stigne do nas.

Ovo je definicija koja se preporučuje za upotrebu u naučnopopularnu književnost. U stručnoj literaturi, parseci i višekratnici jedinica (kilo- i megaparseci) se obično koriste za izražavanje velikih udaljenosti umjesto svjetlosne godine.

Ranije (do 1984.), svjetlosna godina je bila udaljenost koju je svjetlost prešla u jednoj tropskoj godini, a odnosila se na epohu 1900.0. Nova definicija razlikuje se od stare za oko 0,002%. Budući da se ova jedinica udaljenosti ne koristi za visoko precizna mjerenja, ne postoji praktična razlika između stare i nove definicije.

Numeričke vrijednosti

Svjetlosna godina je:

• 9 460 730 472 580 800 metara (približno 9,5 petametara)

Povezane jedinice

Sljedeće jedinice se koriste prilično rijetko, obično samo u popularnim publikacijama:

• 1 svjetlosna sekunda = 299,792,458 km (tačno)
• 1 svjetlosna minuta ≈ 18 miliona km
• 1 svjetlosni sat ≈ 1079 miliona km
• 1 svjetlosni dan ≈ 26 milijardi km
• 1 svjetlosna sedmica ≈ 181 milijarda km
• 1 svjetlosni mjesec ≈ 790 milijardi km

Udaljenost u svjetlosnim godinama

Svjetlosna godina je pogodna za kvalitativno predstavljanje skala udaljenosti u astronomiji.

Scale	Vrijednost (st. godine)	Opis
Sekunde	4 10 −8	Prosječna udaljenost do Mjeseca je otprilike 380.000 km. To znači da je potrebno oko 1,3 sekunde da snop svjetlosti emitovan sa površine Zemlje stigne do površine Mjeseca.
minuta	1,6 10 −5	Jedna astronomska jedinica jednaka je otprilike 150 miliona kilometara. Dakle, svjetlost putuje od Sunca do Zemlje za oko 500 sekundi (8 minuta 20 sekundi).
Gledaj	0,0006	Prosječna udaljenost od Sunca do Plutona je otprilike 5 svjetlosnih sati.
	0,0016	Aparati serije "Pionir" i "Voyager", leteći van Sunčevog sistema, oko 30 godina nakon lansiranja, penzionisani su na udaljenosti od oko stotinu astronomske jedinice od Sunca, a njihovo vrijeme odgovora na zahtjeve sa Zemlje je otprilike 14 sati.
Godina	1,6	Unutrašnja ivica hipotetičkog Oortovog oblaka nalazi se na 50.000 AJ. e. od Sunca, a spoljašnji - 100.000 a. e. Da bi se prešla udaljenost od Sunca do spoljne ivice oblaka, svetlosti će biti potrebno oko godinu i po.
	2,0	Maksimalni radijus površine gravitacioni uticaj Sunce ("Sfere brda") - otprilike 125.000 godina. e.
	4,22	Nama najbliža zvijezda (ne računajući Sunce), Proxima Centauri, nalazi se na udaljenosti od 4,22 sv. godine .
Milenijum	26 000	Centar naše galaksije udaljen je otprilike 26.000 svjetlosnih godina od Sunca.
	100 000	Prečnik diska naše galaksije je 100.000 svetlosnih godina.
Milioni godina	2,5 10 6	Najbliža spiralna galaksija M31, poznata galaksija Andromeda, udaljena je 2,5 miliona svjetlosnih godina.
	3,14 10 6	Galaksija Triangulum (M33) nalazi se na udaljenosti od 3,14 miliona svjetlosnih godina i najudaljeniji je stacionarni objekat vidljiv golim okom.
	5,9 10 7	Najbliže jato galaksija, jato Djevica, udaljeno je 59 miliona svjetlosnih godina.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Gravitaciona anomalija "Veliki atraktor" nalazi se na udaljenosti od 150-250 miliona svjetlosnih godina od nas.
Milijarde godina	1,2 10 9	Veliki zid Sloan je jedna od najvećih formacija u svemiru, njegove dimenzije su oko 350 Mpc. Da bi ga svetlost savladala od kraja do kraja, biće potrebno oko milijardu godina.
	1,4 10 10	Veličina uzročno povezane regije svemira. Izračunava se iz starosti Univerzuma i maksimalne brzine prijenosa informacija - brzine svjetlosti.
4,57 10 10	Udaljenost od Zemlje do ruba vidljivog svemira u bilo kojem smjeru; pokretni radijus opservabilnog Univerzuma (u okviru standardnog Lambda-CDM kosmološkog modela).

Galaktičke skale udaljenosti

• Astronomska jedinica sa dobrom preciznošću jednaka je 500 svetlosnih sekundi, odnosno svetlost putuje od Sunca do Zemlje za oko 500 sekundi.

vidi takođe

Linkovi

1. Međunarodna organizacija za standardizaciju. 9.2 Mjerne jedinice

Bilješke

Wikimedia fondacija. 2010 .

Pogledajte šta je "svetlosna godina" u drugim rečnicima:

Vansistemska jedinica dužine koja se koristi u astronomiji; 1 S. g. jednaka udaljenosti, prođeno svetlošću za 1 godinu. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fizički enciklopedijski rječnik. M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prokhorov ... ... Physical Encyclopedia

SVJETLOSNA GODINA, jedinica astronomske udaljenosti, jednaka udaljenosti kojom svjetlost putuje otvoreni prostor ili u VAKUUMU za jednu tropska godina. Jedna svjetlosna godina je jednaka 9,46071012 km... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

SVJETLOSNA GODINA, jedinica za dužinu koja se koristi u astronomiji: put koji svjetlost pređe za 1 godinu, tj. 9.466?1012 km. Udaljenost do najbliže zvijezde (Proxima Centauri) je otprilike 4,3 svjetlosne godine. Najudaljenije zvijezde u Galaksiji nalaze se na ... ... Moderna enciklopedija

Jedinica za međuzvjezdane udaljenosti; put koji svjetlost pređe za godinu dana, tj. 9,46 × 1012 km ... Veliki enciklopedijski rječnik

Svjetlosna godina- SVJETLOSNA GODINA, jedinica za dužinu koja se koristi u astronomiji: put koji svjetlost pređe za 1 godinu, tj. 9.466´1012 km. Udaljenost do najbliže zvijezde (Proxima Centauri) je otprilike 4,3 svjetlosne godine. Najudaljenije zvijezde u Galaksiji nalaze se na ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik

Nesistemska jedinica dužine koja se koristi u astronomiji. 1 svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe za 1 godinu. 1 svjetlosna godina je jednaka 9,4605E+12 km = 0,307 kom... Astronomski rječnik

Jedinica za međuzvjezdane udaljenosti; put koji svjetlost pređe za godinu dana, odnosno 9,46 1012 km. * * * SVJETLA GODINA SVJETLA GODINA, jedinica za međuzvjezdanu udaljenost; put koji svjetlost pređe za godinu dana, tj. 9,46x1012 km... enciklopedijski rječnik

Svjetlosna godina- jedinica za rastojanje jednaka putu koji pređe svetlost u jednoj godini. Svjetlosna godina je 0,3 parseka... Koncepti moderne prirodne nauke. Pojmovnik osnovnih pojmova

Sigurno, čuvši u nekom fantastičnom akcionom filmu izraz a la „20 na Tatooine svjetlosne godine“, mnogi su postavljali legitimna pitanja. Navest ću neke od njih:

Nije li godina pravo vrijeme?

Onda šta je svjetlosna godina?

Koliko kilometara ima?

Koliko će to trajati svjetlosna godina svemirski brod sa zemlja?

Odlučio sam da današnji članak posvetim objašnjavanju značenja ove mjerne jedinice, upoređujući je s našim uobičajenim kilometrima i demonstrirajući skale koje Univerzum.

Virtual Racer.

Zamislite da osoba, kršeći sva pravila, juri autoputem brzinom od 250 km / h. Za dva sata će savladati 500 km, a za četiri - čak 1000. Osim ako se, naravno, pri tome ne sruši...

Čini se da je to brzina! Ali da bi se obišla cjelina zemlja(≈ 40.000 km), našem vozaču će trebati 40 puta više vremena. A ovo je već 4 x 40 = 160 sati. Ili skoro cijelu sedmicu neprekidne vožnje!

Na kraju, međutim, nećemo reći da je prešao 40.000.000 metara. Pošto nas je lijenost oduvijek tjerala da izmišljamo i koristimo kraće alternativne mjerne jedinice.

Limit.

Od školski kurs fizike svako bi trebao znati da je najbrži jahač u univerzum- svjetlo. Za jednu sekundu njegov snop pređe udaljenost od približno 300.000 km, a globus će tako obići za 0,134 sekunde. To je 4,298,507 puta brže od našeg virtuelnog trkača!

Od zemlja prije Mjesec svjetlost dostiže u prosjeku za 1,25 s, do sunce njegov snop će pojuriti za nešto više od 8 minuta.

Kolosalno, zar ne? Ali postojanje brzina većih od brzine svjetlosti još nije dokazano. Zbog toga academia odlučio da bi bilo logično mjeriti kosmičke razmjere u jedinicama koje radio-val putuje u određenim vremenskim intervalima (što je svjetlost, posebno).

Udaljenosti.

dakle, svjetlosna godina- ništa više od udaljenosti koju zraka svjetlosti savlada za godinu dana. Na međuzvjezdanim skalama, korištenje jedinica udaljenosti manjih od ove nema puno smisla. A ipak jesu. Evo njihovih približnih vrijednosti:

1 svjetlosna sekunda ≈ 300.000 km;

1 svjetlosna minuta ≈ 18.000.000 km;

1 svjetlosni sat ≈ 1.080.000.000 km;

1 svjetlosni dan ≈ 26.000.000.000 km;

1 svjetlosna sedmica ≈ 181.000.000.000 km;

1 svjetlosni mjesec ≈ 790.000.000.000 km.

A sada, da shvatite odakle dolaze brojevi, hajde da izračunamo čemu je jedan jednak svjetlosna godina.

Postoji 365 dana u godini, 24 sata u danu, 60 minuta u satu i 60 sekundi u minuti. Dakle, godina se sastoji od 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 sekundi. Svjetlost pređe 300.000 km u jednoj sekundi. Shodno tome, za godinu dana će njegov snop preći put od 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.

Ovaj broj glasi ovako: DEVET TRILIJUNA, ČETIRSTO ŠEZDESET MILIJARDI I OSAMSTO MILIONA kilometara.

Naravno, tačna vrijednost svjetlosna godina malo drugačije od onoga što smo izračunali. Ali kada opisujemo udaljenosti do zvijezda u naučnopopularnih članaka najveća preciznost u principu nije potrebno, a sto-dva miliona kilometara ovde neće igrati posebnu ulogu.

Sada nastavimo naše misaone eksperimente...

Vage.

Pretpostavimo moderno svemirski brod listovi Solarni sistem od trećeg svemirska brzina(≈ 16,7 km/s). Prvo svjetlosna godina on će savladati za 18.000 godina!

4,36 svjetlosne godine do našeg najbližeg zvezdanog sistema ( Alpha Centauri, pogledajte sliku na početku) prevladat će za oko 78 hiljada godina!

Naš galaksija mliječni put , koji ima prečnik od približno 100.000 svjetlosne godine, preći će za 1 milijardu 780 miliona godina.

Na ovaj ili onaj način, u svakodnevnom životu mjerimo udaljenosti: do najbližeg supermarketa, do kuće rođaka u drugom gradu, itd. Međutim, kada su u pitanju ogromna prostranstva svemira, ispostavlja se da je korištenje poznatih vrijednosti ​​​poput kilometara krajnje iracionalno. I poenta ovdje nije samo u teškoći percipiranja rezultirajućih gigantskih vrijednosti, već i u broju cifara u njima. Čak i pisanje tolikog broja nula postaće problem. Na primjer, od Marsa do Zemlje, najviše kratka udaljenost- 55,7 miliona kilometara. Šest nula! Ali crvena planeta je jedan od naših najbližih susjeda na nebu. Kako koristiti glomazne brojeve koji će se dobiti pri izračunavanju udaljenosti čak i do najbližih zvijezda? I upravo sada nam je potrebna takva vrijednost kao svjetlosna godina. Koliko je on? Hajde sada da shvatimo.

Koncept svjetlosne godine također je usko povezan s relativističkom fizikom, u kojoj zatvoriti vezu a međusobna zavisnost prostora i vremena uspostavljena je početkom 20. veka, kada su se urušili postulati Njutnove mehanike. Prije ove vrijednosti udaljenosti, veće jedinice u sistemu

formirane su prilično jednostavno: svaka naredna je bila skup jedinica manjeg reda (centimetri, metri, kilometri i tako dalje). U slučaju svjetlosne godine, udaljenost je bila vezana za vrijeme. moderna nauka Znamo da je brzina svjetlosti u vakuumu konstantna. Štaviše, ona jeste maksimalna brzina u prirodi, prihvatljivo u modernoj relativističkoj fizici. Upravo su te ideje bile osnova novog značenja. Svjetlosna godina jednaka je udaljenosti koju zraka svjetlosti prijeđe u jednoj zemaljskoj kalendarskoj godini. U kilometrima, ovo je otprilike 9,46 * 10 15 kilometara. Zanimljivo je da do najbližeg mjeseca foton pređe udaljenost za 1,3 sekunde. Do Sunca - oko osam minuta. Ali do sledećih najbližih zvezda, Alfe, i to već oko četiri svetlosne godine.

Samo fantastična udaljenost. U astrofizici postoji još veća mera prostora. Svjetlosna godina je otprilike jedna trećina parseka, što je još veća jedinica mjere za međuzvjezdane udaljenosti.

Brzina širenja svjetlosti u različitim uvjetima

Inače, postoji i takva karakteristika da se fotoni mogu širiti različitim brzinama u različitim okruženjima. Već znamo koliko brzo lete u vakuumu. A kada kažu da je svjetlosna godina jednaka udaljenosti koju svjetlost prijeđe za godinu dana, misle upravo na prazan svemir. Međutim, zanimljivo je primijetiti da u drugim uvjetima brzina svjetlosti može biti manja. Na primjer, u vazdušno okruženje fotoni se raspršuju sa nekoliko sporija brzina nego u vakuumu. Kojim - zavisi od specifičnog stanja atmosfere. Tako bi u mediju ispunjenom gasom svjetlosna godina bila nešto manja. Međutim, ne bi se bitno razlikovao od prihvaćenog.

Znate li zašto astronomi ne koriste svjetlosnu godinu za izračunavanje udaljenosti do udaljenih objekata u svemiru?

Svjetlosna godina je nesistemska jedinica za mjerenje udaljenosti u svemiru. Sveprisutan je u popularnim knjigama i udžbenicima iz astronomije. Međutim, u profesionalnoj astrofizici, ova se brojka koristi izuzetno rijetko i često za određivanje udaljenosti do obližnjih objekata u svemiru. Razlog za to je jednostavan: ako odredite udaljenost u svjetlosnim godinama do udaljenih objekata u svemiru, broj će biti toliko ogroman da će ga biti nepraktično i nezgodno koristiti za fizičke i matematičke proračune. Stoga, umjesto svjetlosne godine, profesionalna astronomija koristi mjernu jedinicu kao što je , što je mnogo pogodnije za rad pri izvođenju složenih matematičkih proračuna.

Definicija pojma

Definiciju pojma "svjetlosna godina" možemo pronaći u bilo kojem udžbeniku astronomije. Svjetlosna godina je udaljenost koju zraka svjetlosti prijeđe u jednoj Zemljinoj godini. Takva definicija može zadovoljiti amatera, ali kosmolog će je smatrati nepotpunom. On će primijetiti da svjetlosna godina nije samo udaljenost koju svjetlost prijeđe za godinu dana, već i udaljenost koju zraka svjetlosti pređe 365,25 zemaljskih dana putuje u vakuumu, na njega ne utiču magnetna polja.

Svjetlosna godina je 9,46 triliona kilometara. Ovo je udaljenost koju zraka svjetlosti prijeđe u godini. Ali kako su astronomi to postigli? tacna definicija putanja zraka? O tome ćemo govoriti u nastavku.

Kako se određuje brzina svjetlosti?

U davna vremena se vjerovalo da se svjetlost u svemiru širi trenutno. Međutim, počevši od sedamnaestog vijeka, naučnici su počeli sumnjati u to. Galileo je prvi posumnjao u gore predloženu izjavu. On je bio taj koji je pokušao odrediti vrijeme tokom kojeg zraka svjetlosti putuje na udaljenosti od 8 km. Ali zbog činjenice da je takva udaljenost bila zanemariva za takvu vrijednost kao što je brzina svjetlosti, eksperiment je završio neuspjehom.

Prvi veliki pomak u ovom pitanju bilo je zapažanje poznatog danskog astronoma Olafa Römera. Godine 1676. uočio je razliku u vremenu pomračenja u zavisnosti od približavanja i udaljavanja Zemlje do njih u svemiru. Ovo zapažanje Roemer se uspješno povezao s činjenicom da što se Zemlja dalje udaljava, to je duže potrebno svjetlosti koja se odbija od njih da pređe udaljenost do naše planete.

esencija ovu činjenicu Remer je tačno uhvatio, ali nije uspeo da izračuna pouzdanu vrednost brzine svetlosti. Njegovi proračuni su bili pogrešni, jer u sedamnaestom veku nije mogao imati tačne podatke o udaljenosti od Zemlje do drugih planeta Sunčevog sistema. Ovi podaci su utvrđeni nešto kasnije.

Dalji napredak u istraživanju i određivanju svjetlosne godine

Godine 1728. engleski astronom James Bradley, koji je otkrio efekat zvjezdane aberacije, prvi je izračunao približnu brzinu svjetlosti. Odredio je njegovu vrijednost na 301 hiljadu km/s. Ali ova vrijednost je bila netačna. Naprednije metode za izračunavanje brzine svjetlosti proizvedene su bez obzira na svemirska tijela- na zemlji.

Posmatranja brzine svjetlosti u vakuumu pomoću rotirajućeg točka i ogledala izvršili su A. Fizeau i L. Foucault. Uz njihovu pomoć, fizičari su uspjeli da se približe stvarnoj vrijednosti ove količine.

Tačna brzina svjetlosti

Naučnici su uspeli da odrede tačnu brzinu svetlosti tek u prošlom veku. Zasnovan na Maxwellovoj teoriji elektromagnetizma, uz pomoć modernih laserska tehnologija i proračunima, korigiranim za indeks prelamanja zraka u zraku, naučnici su uspjeli izračunati tačnu vrijednost brzine svjetlosti od 299,792,458 km/s. Ovu vrijednost još uvijek koriste astronomi. Nadalje, određivanje svjetlosnog dana, mjeseca i godine već je bilo stvar tehnologije. Jednostavnim proračunima naučnici su dobili cifru od 9,46 triliona kilometara – koliko bi vremena bilo potrebno da snop svjetlosti preleti dužinu Zemljine orbite.