Απόσταση που διανύθηκε με το φως σε 1 χρόνο. Πόσα χιλιόμετρα σε ένα έτος φωτός, και είναι ίσο με τη γη

Όποιος τρόπος ζωής κι αν ακολουθούμε, ό,τι κι αν κάνουμε, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, χρησιμοποιούμε κάποιες μονάδες μέτρησης κάθε μέρα. Ζητάμε ένα ποτήρι νερό, ζεσταίνουμε το πρωινό μας σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, υπολογίζουμε οπτικά πόσο χρειαζόμαστε για να περπατήσουμε στο πλησιέστερο ταχυδρομείο, κλείστε ραντεβού για να συναντηθούμε συγκεκριμένη ώρακαι ούτω καθεξής. Όλες αυτές οι ενέργειες απαιτούν

Όχι μόνο υπολογισμοί, αλλά και μια ορισμένη μέτρηση διαφόρων αριθμητικών κατηγοριών: απόσταση, ποσότητα, βάρος, χρόνος κ.λπ. Στο δικό μας Καθημερινή ζωήχρησιμοποιούμε τακτικά αριθμούς. Και αυτοί οι αριθμοί έχουν συνηθίσει εδώ και πολύ καιρό, σαν σε κάποιο είδος εργαλείων. Τι συμβαίνει όμως όταν βγαίνουμε από την καθημερινή μας ζώνη άνεσης και αντιμετωπίζουμε το ασυνήθιστο αριθμητικές τιμές? Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμεγια τις φανταστικές φιγούρες του σύμπαντος.

γενικοί ανοιχτοί χώροι

Ακόμη πιο εκπληκτική είναι η κατάσταση με διαστημικές αποστάσεις. Γνωρίζουμε αρκετά τα χιλιόμετρα μέχρι τη γειτονική πόλη και μάλιστα από τη Μόσχα στη Νέα Υόρκη. Αλλά είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τις αποστάσεις οπτικά όταν πρόκειται για την κλίμακα των αστρικών σμηνών. Είναι τώρα που θα χρειαστούμε το λεγόμενο έτος φωτός. Εξάλλου, οι αποστάσεις ακόμη και μεταξύ γειτονικών αστεριών είναι εξαιρετικά μεγάλες και η μέτρησή τους σε χιλιόμετρα ή μίλια είναι απλώς παράλογη. Και εδώ το θέμα δεν είναι μόνο στη δυσκολία αντίληψης των τεράστιων αριθμών που προκύπτουν, αλλά στον αριθμό των μηδενικών τους. Το πρόβλημα είναι να γράψετε τον αριθμό. Για παράδειγμα, η απόσταση από τη Γη στον Άρη κατά την περίοδο της πλησιέστερης προσέγγισης είναι 55,7 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Μια τιμή με έξι μηδενικά. Αλλά ο Άρης είναι ένας από τους πιο κοντινούς μας διαστημικούς γείτονες! Η απόσταση από το πλησιέστερο αστέρι, εκτός από τον Ήλιο, θα είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη. Και μετά, αν το μετρούσαμε σε χιλιόμετρα ή μίλια, οι αστρονόμοι θα έπρεπε να αφιερώσουν ώρες από τον χρόνο τους καταγράφοντας μόνο αυτές τις γιγαντιαίες ποσότητες. Το έτος φωτός έλυσε αυτό το πρόβλημα. Η διέξοδος ήταν αρκετά έξυπνη.

Τι είναι έτος φωτός;

Αντί να εφεύρουμε μια νέα μονάδα μέτρησης, που είναι το άθροισμα μονάδων μικρότερης τάξης (όπως συμβαίνει με τα χιλιοστά, τα εκατοστά, τα μέτρα, τα χιλιόμετρα), αποφασίστηκε να δέσουμε την απόσταση με τον χρόνο. Στην πραγματικότητα, το γεγονός ότι ο χρόνος είναι επίσης φυσικό πεδίο, επηρεάζοντας τα γεγονότα, περισσότερα

Επιπλέον, διασυνδεδεμένο και μετατρέψιμο με το διάστημα, ανακαλύφθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν και αποδείχθηκε μέσω της θεωρίας της σχετικότητας. Σταθερή ταχύτηταέγινε η ταχύτητα του φωτός. Και το πέρασμα μιας δέσμης φωτός ορισμένη απόστασηανά μονάδα χρόνου έδωσε νέες φυσικές χωρικές ποσότητες: φως δευτερόλεπτο, λεπτό φωτός, ημέρα φωτός, μήνας φωτός, έτος φωτός. Για παράδειγμα, σε ένα δευτερόλεπτο μια δέσμη φωτός (σε διαστημικές συνθήκες - κενό) διανύει μια απόσταση περίπου 300 χιλιάδων χιλιομέτρων. Είναι εύκολο να υπολογίσουμε ότι ένα έτος φωτός ισούται με περίπου 9,46 * 10 15 . Έτσι, η απόσταση από τη Γη στο πλησιέστερο κοσμικό σώμα, τη Σελήνη, είναι λίγο περισσότερο από ένα φωτεινό δευτερόλεπτο, από τον Ήλιο - περίπου οκτώ λεπτά φωτός. περιθωριακά σώματα ηλιακό σύστημαεπί σύγχρονες ιδέεςπου περιφέρεται σε απόσταση ενός έτους φωτός. Το επόμενο πλησιέστερο σε εμάς αστέρι, ή μάλλον, ένα σύστημα διπλών αστεριών, το Άλφα και ο Εγγύς Κενταύρου, είναι τόσο μακριά που ακόμη και το φως από αυτά φτάνει στα τηλεσκόπια μας μόλις τέσσερα χρόνια μετά την έναρξή του. Και στο κάτω κάτω, αυτά είναι ακόμα τα ουράνια σώματα που βρίσκονται πιο κοντά μας. Το φως από την άλλη άκρη του Γαλαξία χρειάζεται πάνω από εκατό χιλιάδες χρόνια για να φτάσει σε εμάς.

Αυτός είναι ο ορισμός που συνιστάται για χρήση σε λαϊκής επιστημονικής λογοτεχνίας. Στην επαγγελματική βιβλιογραφία, τα παρσέκ και τα πολλαπλάσια μονάδων (κιλό και μεγαπαρσεκ) χρησιμοποιούνται συνήθως για να εκφράσουν μεγάλες αποστάσεις αντί για ένα έτος φωτός.

Παλαιότερα (μέχρι το 1984), έτος φωτός ήταν η απόσταση που διένυε το φως σε ένα τροπικό έτος, αναφερόμενη στην εποχή 1900.0. Ο νέος ορισμός διαφέρει από τον παλιό κατά περίπου 0,002%. Δεδομένου ότι αυτή η μονάδα απόστασης δεν χρησιμοποιείται για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας, δεν υπάρχει πρακτική διαφορά μεταξύ του παλιού και του νέου ορισμού.

Αριθμητικές τιμές

Ένα έτος φωτός είναι:

• 9 460 730 472 580 800 μέτρα (περίπου 9,5 πετάμετρα)

Σχετικές μονάδες

Οι ακόλουθες μονάδες χρησιμοποιούνται αρκετά σπάνια, συνήθως μόνο σε δημοφιλείς εκδόσεις:

• 1 ελαφρύ δευτερόλεπτο = 299.792.458 km (ακριβώς)
• 1 λεπτό φωτός ≈ 18 εκατομμύρια χλμ
• 1 ώρα φωτός ≈ 1079 εκατομμύρια χλμ
• 1 ημέρα φωτός ≈ 26 δισεκατομμύρια km
• 1 εβδομάδα φωτός ≈ 181 δισεκατομμύρια km
• 1 φωτεινός μήνας ≈ 790 δισεκατομμύρια km

Απόσταση σε έτη φωτός

Το έτος φωτός είναι βολικό για ποιοτική αναπαράσταση κλιμάκων απόστασης στην αστρονομία.

Κλίμακα	Αξία (st. έτη)	Περιγραφή
Δευτερόλεπτα	4 10 −8	Η μέση απόσταση από τη Σελήνη είναι περίπου 380.000 χλμ. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεται περίπου 1,3 δευτερόλεπτα για μια δέσμη φωτός που εκπέμπεται από την επιφάνεια της Γης να φτάσει στην επιφάνεια της Σελήνης.
λεπτά	1,6 10 −5	Μια αστρονομική μονάδα ισούται με περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Έτσι, το φως ταξιδεύει από τον Ήλιο στη Γη σε περίπου 500 δευτερόλεπτα (8 λεπτά 20 δευτερόλεπτα).
Παρακολουθώ	0,0006	Η μέση απόσταση από τον Ήλιο στον Πλούτωνα είναι περίπου 5 ώρες φωτός.
	0,0016	Οι σειρές συσκευών "Pioneer" και "Voyager", που πετούσαν έξω από το ηλιακό σύστημα, περίπου 30 χρόνια μετά την εκτόξευση, αποσύρθηκαν σε απόσταση περίπου εκατό αστρονομικές μονάδεςαπό τον Ήλιο και ο χρόνος απόκρισής τους σε αιτήματα από τη Γη είναι περίπου 14 ώρες.
Ετος	1,6	Η εσωτερική άκρη του υποθετικού νέφους Oort βρίσκεται στις 50.000 AU. ε. από τον Ήλιο, και το εξωτερικό - 100.000 α. ε. Για να καλυφθεί η απόσταση από τον Ήλιο έως την εξωτερική άκρη του νέφους, το φως θα χρειαστεί περίπου ενάμιση χρόνο.
	2,0	Μέγιστη Ακτίνα Περιοχής βαρυτική επιρροήΉλιος ("Hill's Spheres") - περίπου 125.000 a. μι.
	4,22	Το πλησιέστερο σε εμάς αστέρι (χωρίς να υπολογίζουμε τον Ήλιο), το Proxima Centauri, βρίσκεται σε απόσταση 4,22 sv. της χρονιάς .
Χιλιετηρίδα	26 000	Το κέντρο του Γαλαξία μας απέχει περίπου 26.000 έτη φωτός από τον Ήλιο.
	100 000	Η διάμετρος του δίσκου του γαλαξία μας είναι 100.000 έτη φωτός.
Εκατομμύρια χρόνια	2,5 10 6	Ο πλησιέστερος σπειροειδής γαλαξίας M31, ο διάσημος γαλαξίας της Ανδρομέδας, βρίσκεται 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
	3,14 10 6	Ο Γαλαξίας Τριγώνου (M33) βρίσκεται 3,14 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά και είναι το πιο μακρινό ακίνητο αντικείμενο ορατό με γυμνό μάτι.
	5,9 10 7	Το κοντινότερο σμήνος γαλαξιών, το σμήνος της Παρθένου, απέχει 59 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Η βαρυτική ανωμαλία «Μεγάλος Ελκυστήρας» βρίσκεται σε απόσταση 150-250 εκατομμυρίων ετών φωτός από εμάς.
Δισεκατομμύρια χρόνια	1,2 10 9	Το Σινικό Τείχος του Σλόαν είναι ένας από τους μεγαλύτερους σχηματισμούς στο Σύμπαν, οι διαστάσεις του είναι περίπου 350 Mpc. Για να το ξεπεράσει το φως από άκρη σε άκρη, θα χρειαστεί περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια.
	1,4 10 10	Το μέγεθος μιας αιτιολογικά συνδεδεμένης περιοχής του σύμπαντος. Υπολογίζεται από την ηλικία του Σύμπαντος και τον μέγιστο ρυθμό μεταφοράς πληροφοριών - την ταχύτητα του φωτός.
4,57 10 10	Η κινούμενη απόσταση από τη Γη στην άκρη του παρατηρήσιμου σύμπαντος προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. η κινούμενη ακτίνα του παρατηρήσιμου Σύμπαντος (στο πλαίσιο του τυπικού κοσμολογικού μοντέλου Lambda-CDM).

Γαλαξιακές κλίμακες απόστασης

• Μια αστρονομική μονάδα με καλή ακρίβεια ισούται με 500 δευτερόλεπτα φωτός, δηλαδή το φως ταξιδεύει από τον Ήλιο στη Γη σε περίπου 500 δευτερόλεπτα.

δείτε επίσης

Συνδέσεις

1. Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης. 9.2 Μονάδες μέτρησης

Σημειώσεις

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

Δείτε τι είναι το "έτος φωτός" σε άλλα λεξικά:

Μονάδα μήκους εκτός συστήματος που χρησιμοποιείται στην αστρονομία. 1 S. g. ίση με την απόσταση, διασχίζεται από το φωςγια 1 έτος. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Φυσική εγκυκλοπαιδικό λεξικό. Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. Αρχισυντάκτης A. M. Prokhorov. ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

ΕΤΟΣ ΦΩΤΟΣ, μονάδα αστρονομικής απόστασης, ίση με την απόσταση που διανύει το φως ανοιχτό χώροή στο VACUUM για ένα τροπικό έτος. Ένα έτος φωτός ισούται με 9,46071012 km... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΕΤΟΣ ΦΩΤΟΣ, μονάδα μήκους που χρησιμοποιείται στην αστρονομία: το μονοπάτι που διανύει το φως σε 1 χρόνο, δηλ. 9.466;1012 χλμ. Η απόσταση από το πλησιέστερο αστέρι (Proxima Centauri) είναι περίπου 4,3 έτη φωτός. Τα πιο μακρινά αστέρια του Γαλαξία βρίσκονται στις ... ... Σύγχρονη Εγκυκλοπαίδεια

Μονάδα διαστρικών αποστάσεων; το μονοπάτι που διανύει το φως σε ένα χρόνο, δηλαδή 9,46 × 1012 χλμ. Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Ετος φωτός- LIGHTYEAR, μονάδα μήκους που χρησιμοποιείται στην αστρονομία: το μονοπάτι που διανύει το φως σε 1 χρόνο, δηλ. 9.466´1012 χλμ. Η απόσταση από το πλησιέστερο αστέρι (Proxima Centauri) είναι περίπου 4,3 έτη φωτός. Τα πιο μακρινά αστέρια του Γαλαξία βρίσκονται στις ... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Μια μη συστημική μονάδα μήκους που χρησιμοποιείται στην αστρονομία. 1 έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε 1 έτος. 1 έτος φωτός ισούται με 9,4605E+12 km = 0,307 pc... Αστρονομικό λεξικό

Μονάδα διαστρικών αποστάσεων; το μονοπάτι που διανύει το φως σε ένα χρόνο, δηλαδή 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, μονάδα διαστρικών αποστάσεων. το μονοπάτι που διανύει το φως σε ένα χρόνο, δηλαδή 9,46x1012 χλμ. εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Ετος φωτός- μονάδα απόστασης ίση με τη διαδρομή που διένυσε το φως σε ένα έτος. Ένα έτος φωτός είναι 0,3 parsec... Έννοιες σύγχρονη φυσική επιστήμη. Γλωσσάρι βασικών όρων

Σίγουρα, έχοντας ακούσει σε κάποια φανταστική ταινία δράσης την έκφραση a la “20 to Tatooine έτη φωτός”, πολλοί έκαναν εύλογες ερωτήσεις. Θα αναφέρω μερικά από αυτά:

Δεν είναι ένας χρόνος;

Τότε τι είναι έτος φωτός?

Πόσα χιλιόμετρα έχει;

Πόση ώρα θα πάρει έτος φωτός ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟΜε Γη?

Αποφάσισα να αφιερώσω το σημερινό άρθρο στο να εξηγήσω την έννοια αυτής της μονάδας μέτρησης, να την συγκρίνω με τα συνηθισμένα μας χιλιόμετρα και να δείξω τις κλίμακες που Σύμπαν.

Virtual Racer.

Φανταστείτε ένα άτομο, κατά παράβαση όλων των κανόνων, να βιάζεται κατά μήκος του αυτοκινητόδρομου με ταχύτητα 250 km / h. Σε δύο ώρες θα ξεπεράσει 500 χλμ. και σε τέσσερα - έως και 1000. Εκτός, φυσικά, αν τρακάρει στην πορεία ...

Φαίνεται ότι αυτή είναι η ταχύτητα! Αλλά για να κάνει το γύρο του συνόλου Γη(≈ 40.000 km), ο αναβάτης μας θα χρειαστεί 40 φορές περισσότερο χρόνο. Και αυτό είναι ήδη 4 x 40 = 160 ώρες. Ή σχεδόν μια ολόκληρη εβδομάδα συνεχούς οδήγησης!

Τελικά όμως δεν θα πούμε ότι κάλυψε 40.000.000 μέτρα. Δεδομένου ότι η τεμπελιά πάντα μας ανάγκαζε να εφευρίσκουμε και να χρησιμοποιούμε μικρότερες εναλλακτικές μονάδες μέτρησης.

Οριο.

Από σχολικό μάθημαΦυσική όλοι πρέπει να γνωρίζουν ότι ο πιο γρήγορος αναβάτης σύμπαν- φως. Σε ένα δευτερόλεπτο, η δέσμη του καλύπτει μια απόσταση περίπου 300.000 km, και η υδρόγειος, έτσι, θα γυρίσει σε 0,134 δευτερόλεπτα. Αυτό είναι 4.298.507 φορές πιο γρήγορο από τον εικονικό μας δρομέα!

Από Γηπριν Φεγγάριτο φως φτάνει κατά μέσο όρο σε 1,25 δευτ., έως ήλιοςη δέσμη του θα ορμήσει σε λίγο περισσότερο από 8 λεπτά.

Κολοσσαίο, έτσι δεν είναι; Όμως η ύπαρξη ταχυτήτων μεγαλύτερων από την ταχύτητα του φωτός δεν έχει ακόμη αποδειχθεί. Να γιατί ακαδημαϊκή κοινότητααποφάσισε ότι θα ήταν λογικό να μετρηθούν οι κοσμικές κλίμακες σε μονάδες που διανύει ένα ραδιοκύμα σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα (το οποίο είναι το φως, ειδικότερα).

Αποστάσεις.

Με αυτόν τον τρόπο, έτος φωτός- τίποτα περισσότερο από την απόσταση που ξεπερνά μια ακτίνα φωτός σε ένα χρόνο. Σε διαστρικές κλίμακες, η χρήση μονάδων απόστασης μικρότερης από αυτή δεν έχει πολύ νόημα. Κι όμως είναι. Εδώ είναι οι κατά προσέγγιση τιμές τους:

1 ελαφρύ δευτερόλεπτο ≈ 300.000 χλμ.

1 λεπτό φωτός ≈ 18.000.000 km;

1 ώρα φωτός ≈ 1.080.000.000 km;

1 ημέρα φωτός ≈ 26.000.000.000 km;

1 εβδομάδα φωτός ≈ 181.000.000.000 km;

1 φωτεινός μήνας ≈ 790.000.000.000 χλμ.

Και τώρα, για να καταλάβετε από πού προέρχονται οι αριθμοί, ας υπολογίσουμε με τι ισούται έτος φωτός.

Υπάρχουν 365 ημέρες το χρόνο, 24 ώρες την ημέρα, 60 λεπτά σε μια ώρα και 60 δευτερόλεπτα σε ένα λεπτό. Έτσι, ένα έτος αποτελείται από 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 δευτερόλεπτα. Το φως διανύει 300.000 km σε ένα δευτερόλεπτο. Κατά συνέπεια, σε ένα χρόνο η δέσμη της θα καλύπτει απόσταση 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.

Αυτός ο αριθμός έχει ως εξής: ΕΝΝΕΑ ΤΡΙΣ, ΤΕΤΡΑΚΟΣΙΑ εξήντα δισεκατομμύρια και οκτακόσια εκατομμύριαχιλιόμετρα.

Φυσικά, η ακριβής τιμή έτος φωτόςελαφρώς διαφορετικό από αυτό που υπολογίσαμε. Αλλά όταν περιγράφουμε τις αποστάσεις από τα αστέρια μέσα άρθρα δημοφιλούς επιστήμης υψηλότερη ακρίβειακατ 'αρχήν, δεν χρειάζεται, και εκατό ή δύο εκατομμύρια χιλιόμετρα δεν θα παίξουν ιδιαίτερο ρόλο εδώ.

Τώρα ας συνεχίσουμε τα πειράματα σκέψης μας...

Ζυγός.

Ας υποθέσουμε μοντέρνο ΔΙΑΣΤΗΜΟΠΛΟΙΟφύλλα ηλιακό σύστημααπό το τρίτο διαστημική ταχύτητα(≈ 16,7 km/s). Ο πρώτος έτος φωτόςθα ξεπεράσει σε 18.000 χρόνια!

4,36 έτη φωτόςστο πλησιέστερο αστρικό μας σύστημα ( Άλφα Κενταύρου, δείτε την εικόνα στην αρχή) θα ξεπεράσει σε περίπου 78 χιλιάδες χρόνια!

Μας γαλαξίας Γαλαξίας , με διάμετρο περίπου 100.000 έτη φωτός, θα διασχίσει σε 1 δισεκατομμύριο 780 εκατομμύρια χρόνια.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, στην καθημερινότητά μας μετράμε αποστάσεις: από το πλησιέστερο σούπερ μάρκετ, από το σπίτι των συγγενών σε άλλη πόλη, έως και ούτω καθεξής. Ωστόσο, όταν πρόκειται για τις τεράστιες εκτάσεις του διαστήματος, αποδεικνύεται ότι η χρήση οικείων αξιών​​—όπως τα χιλιόμετρα είναι εξαιρετικά παράλογη. Και το σημείο εδώ δεν είναι μόνο η δυσκολία αντίληψης των γιγαντιαίων τιμών που προκύπτουν, αλλά ο αριθμός των ψηφίων σε αυτές. Ακόμα και το να γράψεις τόσα μηδενικά θα γίνει πρόβλημα. Για παράδειγμα, από τον Άρη στη Γη, τα περισσότερα μικρή απόσταση- 55,7 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Έξι μηδενικά! Αλλά ο κόκκινος πλανήτης είναι ένας από τους πιο κοντινούς μας γείτονες στον ουρανό. Πώς να χρησιμοποιήσετε τους δυσκίνητους αριθμούς που θα ληφθούν κατά τον υπολογισμό της απόστασης ακόμη και από τα πλησιέστερα αστέρια; Και αυτή τη στιγμή χρειαζόμαστε μια τέτοια τιμή όπως ένα έτος φωτός. Πόσο είναι αυτός; Τώρα ας το καταλάβουμε.

Η έννοια του έτους φωτός σχετίζεται επίσης στενά με τη σχετικιστική φυσική, στην οποία στενή σύνδεσηκαι η αμοιβαία εξάρτηση χώρου και χρόνου καθιερώθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν κατέρρευσαν τα αξιώματα της Νευτώνειας μηχανικής. Πριν από αυτήν την τιμή απόστασης, οι μεγαλύτερες μονάδες στο σύστημα

σχηματίστηκαν πολύ απλά: κάθε επόμενο ήταν ένα σύνολο μονάδων μικρότερης τάξης (εκατοστά, μέτρα, χιλιόμετρα κ.λπ.). Στην περίπτωση ενός έτους φωτός, η απόσταση ήταν συνδεδεμένη με το χρόνο. σύγχρονη επιστήμηΓνωρίζουμε ότι η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι σταθερή. Επιπλέον, αυτή είναι μέγιστη ταχύτηταστη φύση, αποδεκτό στη σύγχρονη σχετικιστική φυσική. Αυτές οι ιδέες ήταν που αποτέλεσαν τη βάση του νέου νοήματος. Ένα έτος φωτός είναι ίσο με την απόσταση που διανύει μια ακτίνα φωτός σε ένα γήινο ημερολογιακό έτος. Σε χιλιόμετρα, αυτό είναι περίπου 9,46 * 10 15 χιλιόμετρα. Είναι ενδιαφέρον ότι στο πλησιέστερο φεγγάρι, ένα φωτόνιο διανύει την απόσταση σε 1,3 δευτερόλεπτα. Προς τον Ήλιο - περίπου οκτώ λεπτά. Αλλά στα επόμενα πλησιέστερα αστέρια, το Άλφα, και ήδη περίπου τέσσερα έτη φωτός.

Απλά μια φανταστική απόσταση. Υπάρχει ακόμη μεγαλύτερο μέτρο διαστήματος στην αστροφυσική. Ένα έτος φωτός είναι περίπου το ένα τρίτο του παρσεκ, μια ακόμη μεγαλύτερη μονάδα μέτρησης για τις διαστρικές αποστάσεις.

Η ταχύτητα διάδοσης του φωτός σε διαφορετικές συνθήκες

Παρεμπιπτόντως, υπάρχει επίσης ένα τέτοιο χαρακτηριστικό ότι τα φωτόνια μπορούν να διαδοθούν με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Γνωρίζουμε ήδη πόσο γρήγορα πετούν στο κενό. Και όταν λένε ότι ένα έτος φωτός είναι ίσο με την απόσταση που διανύει το φως σε ένα έτος, εννοούν ακριβώς το κενό διάστημα. Ωστόσο, είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι υπό άλλες συνθήκες η ταχύτητα του φωτός μπορεί να είναι μικρότερη. Για παράδειγμα, σε ατμοσφαιρικό περιβάλλονφωτόνια διασκορπίζονται με λίγα πιο αργή ταχύτηταπαρά στο κενό. Με ποια - εξαρτάται από τη συγκεκριμένη κατάσταση της ατμόσφαιρας. Έτσι, σε ένα μέσο γεμάτο με αέριο, ένα έτος φωτός θα ήταν κάπως μικρότερο. Ωστόσο, δεν θα διέφερε σημαντικά από την αποδεκτή.

Γνωρίζετε γιατί οι αστρονόμοι δεν χρησιμοποιούν το έτος φωτός για να υπολογίσουν τις αποστάσεις από μακρινά αντικείμενα στο διάστημα;

Ένα έτος φωτός είναι μια μη συστημική μονάδα για τη μέτρηση των αποστάσεων στο διάστημα. Είναι πανταχού παρόν σε δημοφιλή βιβλία και εγχειρίδια για την αστρονομία. Ωστόσο, στην επαγγελματική αστροφυσική, αυτός ο αριθμός χρησιμοποιείται εξαιρετικά σπάνια και συχνά για τον προσδιορισμό αποστάσεων από κοντινά αντικείμενα στο διάστημα. Ο λόγος για αυτό είναι απλός: αν προσδιορίσετε την απόσταση σε έτη φωτός από μακρινά αντικείμενα στο Σύμπαν, ο αριθμός θα είναι τόσο τεράστιος που θα είναι μη πρακτικό και άβολο να το χρησιμοποιήσετε για φυσικούς και μαθηματικούς υπολογισμούς. Επομένως, αντί για έτος φωτός, η επαγγελματική αστρονομία χρησιμοποιεί μια τέτοια μονάδα μέτρησης όπως η , η οποία είναι πολύ πιο βολική στη λειτουργία κατά την εκτέλεση πολύπλοκων μαθηματικών υπολογισμών.

Ορισμός του όρου

Μπορούμε να βρούμε τον ορισμό του όρου «έτος φωτός» σε οποιοδήποτε εγχειρίδιο αστρονομίας. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει μια ακτίνα φωτός σε ένα γήινο έτος. Ένας τέτοιος ορισμός μπορεί να ικανοποιεί τον ερασιτέχνη, αλλά ο κοσμολόγος θα τον βρει ελλιπή. Θα παρατηρήσει ότι ένα έτος φωτός δεν είναι μόνο η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο, αλλά η απόσταση που παίρνει μια ακτίνα φωτός 365,25 επίγειες μέρεςταξιδεύει στο κενό, ανεπηρέαστο από μαγνητικά πεδία.

Ένα έτος φωτός είναι 9,46 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Αυτή είναι η απόσταση που διανύει μια ακτίνα φωτός σε ένα χρόνο. Πώς όμως οι αστρονόμοι το πέτυχαν αυτό; ακριβής ορισμόςδιαδρομή δέσμης; Θα μιλήσουμε για αυτό παρακάτω.

Πώς καθορίζεται η ταχύτητα του φωτός;

Στην αρχαιότητα, πίστευαν ότι το φως διαδίδεται στο σύμπαν αμέσως. Ωστόσο, από τον δέκατο έβδομο αιώνα, οι μελετητές άρχισαν να αμφιβάλλουν για αυτό. Ο Galileo ήταν ο πρώτος που αμφισβήτησε την παραπάνω προτεινόμενη δήλωση. Ήταν αυτός που προσπάθησε να προσδιορίσει το χρόνο κατά τον οποίο μια ακτίνα φωτός διανύει απόσταση 8 χιλιομέτρων. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι μια τέτοια απόσταση ήταν αμελητέα για μια τέτοια τιμή όπως η ταχύτητα του φωτός, το πείραμα κατέληξε σε αποτυχία.

Η πρώτη σημαντική αλλαγή σε αυτό το ζήτημα ήταν η παρατήρηση του διάσημου Δανό αστρονόμου Olaf Römer. Το 1676, παρατήρησε τη διαφορά στον χρόνο μιας έκλειψης ανάλογα με την προσέγγιση και την απομάκρυνση της Γης σε αυτούς στο διάστημα. Αυτή η παρατήρησηΟ Roemer έχει συνδεθεί με επιτυχία με το γεγονός ότι όσο πιο μακριά η Γη απομακρύνεται, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάζεται το φως που ανακλάται από αυτές για να διανύσει την απόσταση μέχρι τον πλανήτη μας.

ουσία αυτό το γεγονόςΟ Ρόμερ έπιασε ακριβώς, αλλά δεν κατάφερε να υπολογίσει την αξιόπιστη τιμή της ταχύτητας του φωτός. Οι υπολογισμοί του ήταν λάθος, γιατί τον δέκατο έβδομο αιώνα δεν μπορούσε να έχει ακριβή στοιχεία για την απόσταση από τη Γη σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος. Αυτά τα δεδομένα προσδιορίστηκαν λίγο αργότερα.

Περαιτέρω πρόοδος στην έρευνα και τον προσδιορισμό του έτους φωτός

Το 1728, ο Άγγλος αστρονόμος James Bradley, ο οποίος ανακάλυψε την επίδραση της αστρικής εκτροπής, ήταν ο πρώτος που υπολόγισε την κατά προσέγγιση ταχύτητα του φωτός. Προσδιόρισε την αξία του στα 301 χιλιάδες km / s. Αλλά αυτή η τιμή ήταν ανακριβής. Πιο προηγμένες μέθοδοι για τον υπολογισμό της ταχύτητας του φωτός έχουν παραχθεί ανεξάρτητα από διαστημικά σώματα- στο ΕΔΑΦΟΣ.

Παρατηρήσεις της ταχύτητας του φωτός στο κενό χρησιμοποιώντας έναν περιστρεφόμενο τροχό και έναν καθρέφτη έγιναν από τους A. Fizeau και L. Foucault, αντίστοιχα. Με τη βοήθειά τους, οι φυσικοί κατάφεραν να έρθουν πιο κοντά στην πραγματική αξία αυτής της ποσότητας.

Ακριβής ταχύτητα φωτός

Οι επιστήμονες κατάφεραν να προσδιορίσουν την ακριβή ταχύτητα του φωτός μόνο τον περασμένο αιώνα. Βασισμένο στη θεωρία του ηλεκτρομαγνητισμού του Maxwell, με τη βοήθεια του σύγχρονου τεχνολογία λέιζερκαι οι υπολογισμοί, διορθωμένοι για τον δείκτη διάθλασης του ρεύματος ακτίνων στον αέρα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να υπολογίσουν την ακριβή τιμή της ταχύτητας του φωτός 299.792.458 km / s. Αυτή η τιμή εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τους αστρονόμους. Επιπλέον, ο προσδιορισμός της ημέρας, του μήνα και του έτους φωτός ήταν ήδη θέμα τεχνολογίας. Με απλούς υπολογισμούς, οι επιστήμονες πήραν τον αριθμό των 9,46 τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων - τόσος χρόνος θα χρειαζόταν για να πετάξει μια δέσμη φωτός γύρω από το μήκος της τροχιάς της γης.