Πόσο καιρό ταξιδεύει το φως στον Άρη από τη γη και τον ήλιο; Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει το ηλιακό φως στη Γη; Πέρασμα φωτός από τον ήλιο στη γη

Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι το κεντρικό αστέρι του γαλαξία μας απλά λάμπει και οι ακτίνες του εξαπλώνονται αμέσως, αλλά αυτό δεν είναι έτσι. Πώς να υπολογίσετε πόσο χρόνο χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει από τον Ήλιο στη Γη, γιατί αυτή η τιμή θα είναι διαφορετική σε διαφορετικές εποχές του χρόνου - γεγονότα που θα είναι ενδιαφέροντα όχι μόνο για τα παιδιά, αλλά και για τους ενήλικες.

Πώς λάμπει ο ήλιος

Το ηλιακό φως, το οποίο θερμαίνει όλη τη ζωή στη Γη με τις ακτίνες του, είναι αποτέλεσμα πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων. Ο ήλιος είναι μια μεγάλη καυτή μπάλα. Έχει πολλά στρώματα υδρογόνου και ηλίου πάχους εκατοντάδων χιλιάδων χιλιομέτρων. Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του αστεριού είναι 6000 Kelvin ή 5726,85°C. Στον πυρήνα, όπου γεννιέται το ηλιακό φως, αυτό το ποσοστό είναι πολύ υψηλότερο - 15 εκατομμύρια °K.

Σε αυτή τη θερμοκρασία και πίεση, η αντίδραση θερμοπυρηνικής σύντηξης μέσα στον πυρήνα λαμβάνει χώρα συνεχώς: 4 άτομα υδρογόνου συγχωνεύονται σε έναν πυρήνα ηλίου. Αυτό επαναλαμβάνεται άπειρες φορές. Σε ένα δευτερόλεπτο, ως αποτέλεσμα αυτής της σύνθεσης, 600 εκατομμύρια τόνοι υδρογόνου γίνονται ήλιο. Και κάθε 70 χιλιάδες χρόνια ο ήλιος μετατρέπει το υδρογόνο σε ποσότητα ίση με τη μάζα της Γης.

Η πυρηνική σύντηξη απελευθερώνει μεγάλες ποσότητες ενέργειας με τη μορφή φωτονίων—σωματίδια χωρίς μάζα που υπάρχουν μόνο ταξιδεύοντας με την ταχύτητα του φωτός. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, ένα φωτόνιο εκπέμπεται και απορροφάται εκατομμύρια φορές από μόρια αερίου.

Ενδιαφέρον γεγονός: χρειάζεται ένα φωτόνιο 200 χιλιάδες χρόνια για να φτάσει από τον πυρήνα του Ήλιου στην επιφάνεια.

Πόσο καιρό ταξιδεύει το φως από τον Ήλιο στη Γη;

Για να υπολογίσετε το χρόνο που χρειάζεται μια δέσμη φωτός για να φτάσει στη Γη, πρέπει να γνωρίζετε την απόσταση μεταξύ του πλανήτη μας και του αστέρα, καθώς και την ταχύτητα του φωτός. Οι πρώτες απόπειρες υπολογισμού της διαδρομής που διανύει άπειρος αριθμός φωτονίων κάθε μέρα έγιναν στα τέλη του 17ου αιώνα. Οι επιστήμονες εκείνης της εποχής πήραν έναν αριθμό 139 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, αλλά ήταν ανακριβής.

Αργότερα έγιναν ακριβέστεροι υπολογισμοί, σύμφωνα με τους οποίους η απόσταση από τον Ήλιο στη Γη είναι 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Αν και αυτή η τιμή λαμβάνεται ως σταθερά και ονομάζεται αστρονομική μονάδα, ο πλανήτης μας κινείται κατά μήκος μιας επιμήκους ελλειπτικής τροχιάς, επομένως η απόσταση μεταξύ δύο ουράνιων σωμάτων αλλάζει. Τον Ιανουάριο μειώνεται στα 147 εκατομμύρια km (περιήλιο) και τον Ιούλιο η απόσταση σε μίλια είναι μέγιστη - 152 εκατομμύρια km (aphelion).

Το 1975, η ακριβής ταχύτητα των φωτονίων στο κενό καθορίστηκε ως 299.792.458 m/s, αλλά οι περισσότεροι υπολογισμοί χρησιμοποιούν την κατά προσέγγιση τιμή των 300 χιλιάδων km/s.

Ο χρόνος που απαιτείται για να διανύσουν οι ακτίνες του ήλιου την απόσταση από τη Γη σε διαφορετικά τμήματα της τροχιάς του πλανήτη μας δίνεται στον παρακάτω πίνακα:

Έτσι, οποιαδήποτε εποχή του χρόνου, το ηλιακό φως φτάνει στη Γη σε 8 λεπτά και 3-25 δευτερόλεπτα. Αν ο Ήλιος έσβησε ξαφνικά, οι γήινοι θα το γνώριζαν μετά την καθορισμένη ώρα.

Ενδιαφέρον: η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να διεισδύσει σε βάθος 85 μέτρων στον ωκεανό και όταν περνά μέσα από διάφορες ουσίες, μπορεί να επιβραδύνει ή να διαθλαστεί, εστιάζοντας σε ένα σημείο.

Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει το φως στη Γη από άλλα αντικείμενα;

Για να προσδιορίσει την απόσταση μεταξύ των διαφόρων αντικειμένων στο διάστημα, η αστρονομία χρησιμοποιεί μια τιμή όπως ένα έτος φωτός. Αυτός ο δείκτης είναι ίσος με τη διαδρομή που διανύει το φως στο διάστημα σε ένα τυπικό γήινο έτος. Σε ποσοτικούς όρους, ένα έτος φωτός είναι 9.460.730.472.580.800 m ή περισσότερες από 63 χιλιάδες αστρονομικές μονάδες.

Ο χρόνος που χρειάζονται τα φωτόνια του ηλιακού φωτός για να ταξιδέψουν στα ακόλουθα αντικείμενα στο σύμπαν θα είναι ίσος με:

• Για τον πλανήτη Πλούτωνα, τον πιο απομακρυσμένο από τον Ήλιο, τα φωτόνια είναι 5 ώρες.
• για το πιο απομακρυσμένο σημείο του συστήματός μας, το σύννεφο των αστεροειδών και τα συντρίμμια του Oort - έως και 1,5 χρόνο.
• για το φωτεινό αστέρι που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη, τον Εγγύς Κενταύρου, είναι 4 χρόνια.

Το φως διανύει την απόσταση μεταξύ της Σελήνης και της Γης σε 1,2 δευτερόλεπτα και τα ραδιοκύματα ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα. Αυτό δημιουργεί δυσκολίες στον έλεγχο του διαστημόπλοιου (για παράδειγμα, του Lunokhod), αφού το σήμα φτάνει και φεύγει με καθυστέρηση.

Το φως δεν ταξιδεύει αμέσως. Αυτός είναι ο λόγος που πολλά κοσμικά φαινόμενα μπορούν να παρατηρηθούν με μεγάλη καθυστέρηση. Έτσι, το φωτεινό Polaris βρίσκεται 400 έτη φωτός από τη Γη. Οι ακτίνες του, που μπορούν να παρατηρηθούν τώρα, στάλθηκαν πίσω στην εποχή του Κολόμβου.

> > > Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει το ηλιακό φως στη Γη;

Ταχύτητα φωτός- πόσο χρόνο χρειάζεται το ηλιακό φως για να ταξιδέψει από τον Ήλιο στη Γη: περιγραφή της τροχιάς της Γης στη φωτογραφία, η απόσταση και η θέση του τρίτου πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα.

Φαίνεται περίεργο γιατί όλοι πιστεύουν ότι ο Ήλιος απλά λάμπει και όλα γίνονται σαν ακαριαία. Οι ακτίνες του ήλιου ταξιδεύουν προς εμάς με την ταχύτητα του φωτός και κινούνται σε περιβάλλον κενού. Εν ολίγοις, ολόκληρο το ταξίδι διαρκεί 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα. Ναι, η ειρωνεία είναι ότι αν το αστέρι μας πάει ξαφνικά κάπου, θα μας φτάσει μόνο σε 8 λεπτά.

Η κατανόηση της ταχύτητας του φωτός είναι σημαντική στην αστρονομία, οπότε ας στραφούμε στα μαθηματικά. Η απόσταση από τη Γη στον Ήλιο είναι 150 εκατομμύρια km και η ταχύτητα του φωτός είναι 300.000 km/s. Διαιρέστε και λάβετε τον καθορισμένο χρόνο. Αλλά αυτός είναι ένας μέσος αριθμός.

Ας θυμηθούμε επίσης ότι ο πλανήτης μας περιστρέφεται κατά μήκος μιας ελλειπτικής τροχιακής διαδρομής και η απόσταση αλλάζει κατά 147-152 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Στη συνέχεια, στη μέγιστη προσέγγιση η ταχύτητα θα είναι 490 δευτερόλεπτα και σε απόσταση - 507 δευτερόλεπτα. Αλλά μετά γίνεται ακόμα πιο ενδιαφέρον.

Η σύντηξη συμβαίνει μέσα στον ηλιακό πυρήνα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό φωτονίων. Όλα ξεκινούν με τη μορφή ακτίνων γάμμα, οι οποίες απορροφώνται πολλές φορές από το αστέρι, ταξιδεύουν μέσα σε αυτό και μόνο τότε ξεσπούν στην επιφάνεια. Αλλά το πιο εκπληκτικό είναι ότι το πραγματικό φως που φτάνει σε εσάς δημιουργήθηκε πριν από δεκάδες χιλιάδες χρόνια! Κατάφερε να απελευθερωθεί και τελικά να σε φτάσει σε 8 λεπτά.

Ναι, όταν κοιτάς στο διάστημα, κυριολεκτικά βλέπεις παντού ίχνη του παρελθόντος. Το ανακλώμενο φως του φεγγαριού κινείται προς το μέρος μας για ένα δευτερόλεπτο. Αλλά το Alpha Centauri χρειάζεται περισσότερα από 4 χρόνια. Τώρα σκεφτείτε τα αστέρια σε άλλους γαλαξίες που ξοδεύουν εκατομμύρια χρόνια μόνο για να δούμε την όμορφη λάμψη τους.

Ας δούμε από την άλλη πλευρά. Αν υπάρχουν έξυπνοι εξωγήινοι που κοιτάζουν τώρα τον πλανήτη μας, θα δουν μόνο δεινόσαυρους. Αυτός είναι ο λόγος που η ταχύτητα του φωτός είναι σημαντική για τους επιστήμονες και τους κοσμολόγους.

Αυτή η πύρινη σφαίρα είναι πολύ φωτεινή για γυμνό μάτι. Αλλά αν κοιτάξετε βαθύτερα σε αυτό, μπορείτε να δείτε την αληθινή φύση του Ήλιου. Αυτή η γιγάντια σφαίρα θερμού αερίου είναι το μεγαλύτερο αντικείμενο στο ηλιακό σύστημα. Ο ήλιος παράγει θερμότητα και φως. Είναι η πηγή ενέργειας για τη ζωή στη Γη. Βαθιά στα έγκατα του Ήλιου συμβαίνει συνέχεια πυρηνική αντίδραση. Το αστέρι μας είναι επικίνδυνο, αλλά δεν μπορούμε να ζήσουμε χωρίς αυτό. Καμία πτυχή της ζωής δεν θα συνεχιζόταν χωρίς τον Ήλιο.

Το φως είναι ένα από τα θεμελιώδη συστατικά του σύμπαντος μας, ένα θεμελιώδες μέρος όλων όσων υπάρχουν. Αυτό το φαινόμενο δεν είναι μόνο το πιο σημαντικό, αλλά και το ταχύτερο στο διάστημα. Η ταχύτητα του φωτός φτάνει τα 300.000 km/s. Αφού λοιπόν η απόσταση από τον Ήλιο είναι περίπου 150 εκατομμύρια χλμ το φως φτάνει στη Γη σε περίπου 8 λεπτά. Αλλά αυτά τα 8 λεπτά είναι μόνο η τελευταία βολή στο ταξίδι του. Θα χρειαστούν περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια πριν το φως ξεφύγει από το σκληρό εσωτερικό του Ήλιου. Αυτό σημαίνει ότι το φως που βλέπουν οι άνθρωποι στη Γη τώρα δημιουργήθηκε πολύ πριν εμφανιστεί ο ανθρώπινος πολιτισμός.

Ο ήλιος έχει πολλά στρώματα βαρέος αερίου πάχους εκατοντάδων χιλιάδων χιλιομέτρων. Και στο κέντρο του υπάρχει ένας πυρήνας που γεννά το φως του ήλιου. Και γεννά μια από τις πιο καταστροφικές αντιδράσεις στο σύμπαν - πυρηνική σύντηξη (μετατροπή υδρογόνου σε ήλιο). Εάν συνδυάσετε δύο άτομα υδρογόνου, εμφανίζεται μια αντίδραση και παίρνετε ήλιο. Ακούγεται απλό, αλλά δεν είναι. Στην πραγματικότητα, δεν είναι εύκολο να συνδεθούν δύο άτομα γιατί τα δύο πρωτόνια έχουν το ίδιο θετικό φορτίο και επομένως απωθούν το ένα το άλλο. Στα πρωτόνια δεν αρέσει να πλησιάζουν το ένα το άλλο. Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να τα συγχωνεύσετε, και αυτό συμβαίνει πολύ σπάνια. Η ανάμειξη πρωτονίων περιλαμβάνει τις τεράστιες ποσότητες θερμότητας και πίεσης που παράγει η βαρύτητα.

Ο ήλιος περιέχει περίπου το 99,8% της ύλης σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα, και όλη αυτή η μάζα συγκρατεί τα στρώματα του Ήλιου μαζί με τη βοήθεια μιας ισχυρής βαρυτικής δύναμης. Η βαρύτητα βοηθά τα άτομα του υδρογόνου να συνδυαστούν και έτσι συμβαίνει η πυρηνική σύντηξη. Σε αυτόν τον πυρηνικό αντιδραστήρα, τα άτομα υδρογόνου συνδυάζουν έναν «άπειρο» αριθμό φορών ανά δευτερόλεπτο. Μερικές συγκρούσεις είναι τόσο ισχυρές που τα άτομα συντήκονται, απελευθερώνοντας ενέργεια. Αλλά παραδόξως, είναι απίστευτα αδύναμη. Κατά τη σύντηξη, λιγότερο από 1% των πρωτονίων μετατρέπονται σε ενέργεια, κάτι που δεν είναι αρκετό ούτε για έναν κινητήρα αυτοκινήτου. Και αυτή η ενέργεια δημιουργείται μόνο με σύνθεση. Τα περισσότερα πρωτόνια δεν συντίθενται όταν συγκρούονται. Αυτό επιτρέπει στον Ήλιο να ζήσει για άλλα 10 δισεκατομμύρια χρόνια.

Μονοπάτι το μικρότερο σωματίδιο φωτός - ένα φωτόνιο, ξεκινά στον καυτό πυρήνα του Ήλιου. Έχοντας προέλθει με τη μορφή μιας ακτίνας γάμμα, ένα φωτόνιο πετάει έξω από τον ηλιακό πυρήνα με την ταχύτητα του φωτός. Αν δεν υπήρχαν εμπόδια για αυτόν, με τέτοια ταχύτητα θα διαπερνούσε την επιφάνεια του Ήλιου σε 2 δευτερόλεπτα. Ο ήλιος είναι τόσο πυκνός που για να διαπεράσει τα στρώματά του από διάφορα αέρια προς τα έξω, η ακτίνα απαιτεί 100 χιλιάδες, αν όχι εκατομμύρια χρόνια. Αφού φύγει από τον ηλιακό πυρήνα, το νεογέννητο φωτόνιο περνάει μέσα από ένα παχύ στρώμα ατόμων υδρογόνου. Το πάχος αυτού του στρώματος είναι περισσότερο από 600 χιλιάδες χιλιόμετρα. Θα χρειαστεί ένα φωτόνιο 100 χρόνια για να το ξεπεράσει. Μετά από αυτό, ξεκινά μια σημαντική ανακάλυψη μέσω του πλάσματος του Ήλιου, το οποίο εκτείνεται για 320 χιλιάδες χιλιόμετρα. Έχει ηλεκτρικό φορτίο που εμποδίζει την κίνηση των φωτονίων. Τα σωματίδια του συγκρατούν το φωτόνιο για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, μετά το απελευθερώνουν και συγκρούεται με άλλα σωματίδια του πλάσματος. Όλες αυτές οι διεργασίες διαρκούν χιλιάδες, ακόμη και εκατομμύρια χρόνια, μέχρι που τελικά το φωτόνιο ξεσπάσει και συνεχίσει την πορεία του προς τη Γη ή άλλες γωνιές του σύμπαντος.

Πόσο καιρό χρειάζεται για να φτάσει το ηλιακό φως στη Γη; Προφανώς, το ηλιακό φως ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός. Τα φωτόνια που εκπέμπονται από την επιφάνεια του Ήλιου χρειάζονται λίγο χρόνο για να ταξιδέψουν μέσα στο κενό του διαστήματος και να φτάσουν στα μάτια μας. Κατά μέσο όρο, το ηλιακό φως διανύει την απόσταση από τον Ήλιο στη Γη σε 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα. Αν ο Ήλιος εξαφανιζόταν ξαφνικά από το Σύμπαν μας, θα είχατε λίγο περισσότερο από 8 λεπτά πριν παρατηρήσετε ότι κάτι δεν πήγαινε καλά.

Πώς παίρνετε αυτά τα 8 λεπτά 20 δευτερόλεπτα; Περιφερόμαστε γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση περίπου 150 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Το φως ταξιδεύει με ταχύτητα 300.000 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Διαιρώντας το ένα με το άλλο, παίρνουμε 500 δευτερόλεπτα, ή 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα. Ο χρόνος που προκύπτει είναι ένας μέσος όρος επειδή η Γη κινείται σε μια ελλειπτική τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Η μικρότερη απόσταση είναι 147 εκατομμύρια χιλιόμετρα και η μεγαλύτερη είναι 152 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Στο πλησιέστερο σημείο, το φως χρειάζεται 490 δευτερόλεπτα για να φτάσει στη Γη, ενώ στο πιο μακρινό σημείο, το φως χρειάζεται 507 δευτερόλεπτα.

Τα πράγματα γίνονται πολύ πιο ενδιαφέροντα αν σκεφτούμε το ταξίδι των φωτονίων μέσα στον Ήλιο. Πιθανότατα γνωρίζετε ότι τα φωτόνια παράγονται από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις μέσα στον πυρήνα του Ήλιου. Αυτά τα φωτόνια εκπέμπονται και απορροφώνται στη ζώνη ακτινοβολίας του άστρου αμέτρητες φορές πριν φτάσουν τελικά στην επιφάνεια. Εξάλλου, τα φωτόνια που χτύπησαν τα μάτια σας δημιουργήθηκαν στην πραγματικότητα πριν από δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Έτσι, το ταξίδι στη Γη, που διαρκεί λίγο περισσότερο από 8 λεπτά, είναι μόνο μια στιγμή στη ζωή ενός φωτονίου.

Από όλα αυτά, γίνεται σαφές ότι όταν κοιτάς στο διάστημα κοιτάς το παρελθόν. Το φως από το πλησιέστερο αστέρι μας, το Άλφα Κενταύρου, χρειάζεται περίπου 4 χρόνια για να φτάσει σε εμάς, οπότε όταν κοιτάμε αυτό το αστέρι, βλέπουμε στην πραγματικότητα πώς έμοιαζε πριν από 4 χρόνια. Υπάρχουν όμως γαλαξίες που βρίσκονται εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Αν ξαφνικά σε έναν από αυτούς τους γαλαξίες υπάρχει ένας πολιτισμός με πολύ ανεπτυγμένες τεχνολογίες, τότε μπορεί να παρατηρήσουν ακόμη και δεινόσαυρους να περιφέρονται στην επιφάνεια του πλανήτη μας.

Οι πληροφορίες για το άμεσο κοσμικό μας περιβάλλον γίνονται δημόσια διαθέσιμες: οι απλοί χρήστες μπορούν, χωρίς να φύγουν από το σπίτι, να υπολογίσουν τις αποστάσεις από τους γειτονικούς πλανήτες και τον χρόνο ταξιδιού σε αυτούς. Αν σας ενδιαφέρει το ζήτημα της απόστασης του Άρη από τον Ήλιο, αξίζει να εξοικειωθείτε με τα βασικά της μέτρησης των κοσμικών αποστάσεων.

Πώς μετριέται η απόσταση από τα αστέρια και τι είναι ένα έτος φωτός;

Οι μονάδες των αποστάσεων στο διάστημα είναι ειδικές, που προέρχονται από το διεθνές σύστημα μέτρησης σε ξεχωριστή στήλη.
A.e. είναι ένα μέτρο της απόστασης στην αστρονομία, που δείχνει την απόσταση της μέσης θέσης του τρίτου πλανήτη - της Γης - από τον Ήλιο.

A.e.– μονάδα μέτρησης αποστάσεων στην αστρονομία, ίση με 149.597.870 km

Μπορείτε επίσης να ονομάσετε αυτή τη μονάδα ακτίνα της τροχιάς του πλανήτη μας.

ΑΕ είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων της Γης και της τροχιάς της

Σε αστρονομικές μονάδες, μπορείτε να μετρήσετε τις αποστάσεις μεταξύ αντικειμένων εντός του ίδιου αστρικού συστήματος, όπως το Ηλιακό. Για την κλίμακα του Σύμπαντος, a.u. - μια πολύ μικρή μονάδα. Επομένως, η απόσταση μεταξύ των άστρων και των γαλαξιών εκφράζεται σε έτη φωτός.

Στη φυσική, το φως ήταν από καιρό το πρότυπο για το ταχύτερο φαινόμενο στον κόσμο, αλλά σε μια κοσμική, ακατανόητη κλίμακα, ακόμη και το φως δεν κινείται αμέσως. Στο δρόμο από τη μια γωνία του Σύμπαντος στην άλλη, το φως επιβραδύνεται, διασκορπίζεται, αλλάζει το φάσμα του και συναντά υλικά εμπόδια.

Ετος φωτός- αυτή είναι η αστρική απόσταση που το φως καταφέρνει να διανύσει 9.460.730.472.580.800 km σε ένα γήινο έτος

Η απόσταση ενός έτους φωτός είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός πολλαπλασιαζόμενη επί ένα γήινο έτος. Το Ιουλιανό έτος πρέπει να μετατραπεί σε δευτερόλεπτα πριν πολλαπλασιαστεί, αφού η ταχύτητα του φωτός εκφράζεται επίσης σε δευτερόλεπτα.

Ιουλιανό έτος(ένα) - μονάδα χρόνου στην αστρονομία ίση με 365,25 Ιουλιανές ημέρες

Στηριζόμενη σε αστρονομικόΟι μονάδες μπορούν να εκτελέσουν πιο σύνθετους υπολογισμούς.

Ταχύτητα φωτός

Αυτό που εννοείται με τις ορατές ακτίνες φωτός είναι ένα ρεύμα μη ατομικών σωματιδίων που ονομάζονται φωτόνια, το όνομα των οποίων προέρχεται από τον ελληνικό όρο "φωτογραφίες" - "φως".
Για έναν γήινο, ένα έτος φωτός είναι μια ανυπέρβλητα μεγάλη απόσταση. Ο μέσος άνθρωπος, υπό τις συνθήκες της βαρύτητας της Γης, μπορεί να φτάσει μόνος του σε ταχύτητα περίπου 20 km/h. Τα φωτόνια ταξιδεύουν 60 εκατομμύρια φορές πιο γρήγορα και ταξιδεύουν 300 χιλιάδες χιλιόμετρα κάθε δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η μέγιστη ταχύτητα που επιτυγχάνεται από το ορατό φως στο κενό.

Ταχύτητα φωτόςστο κενό ισούται με 299.792.458 m/s

Στην αντίσταση του περιβάλλοντος αέρα ή νερού, για παράδειγμα, στην ατμόσφαιρα ή στους ωκεανούς της Γης, αντίστοιχα, το φως χάνει ταχύτητα όχι περισσότερο από 25% και ταξιδεύει 225 χιλιάδες χλμ. ανά δευτερόλεπτο.
Από αυτά τα δεδομένα ακολουθούν όλοι οι άλλοι υπολογισμοί που μας επιτρέπουν να αξιολογήσουμε την πιθανότητα πτήσεων σε όλο το ηλιακό σύστημα και μεταξύ των αστεριών. Σε ένα λεπτό, το φως διανύει 18 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το διάστημα.
Όσο πιο κοντά πλησιάζει ένα άτομο στην τεχνολογική πρόοδο φτάνοντας την ταχύτητα του φωτός, τόσο λιγότερος χρόνος θα χρειαστεί να αφιερώσει στα διαστημικά ταξίδια.

Πόσα έτη φωτός μέχρι τον Άρη

Ξέρουμε από καιρό πώς να ξεπερνάμε τεράστιες αποστάσεις από πρακτικά παραδείγματα.

Ο χρόνος που χρειάζεται για να πετάξουν οι γήινοι αστροναύτες στον κόκκινο πλανήτη είναι μια εξίσωση με μεταβλητή τιμή, επειδή ο πλανήτης μας και ο Άρης βρίσκονται συνεχώς σε κίνηση. Κάθε πλανήτης βρίσκεται στη δική του τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Οι πλανήτες μπορούν να πλησιάσουν ο ένας τον άλλον ή να βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές του άστρου σε ακραίες αποστάσεις.
Φυσικά, η πιο οικονομική λύση για τους γήινους θα ήταν να πετάξουν στον Άρη όταν οι πλανήτες βρίσκονται σε ελάχιστη απόσταση.

Η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο είναι 9460,73 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Η ελάχιστη δυνατή απόσταση μεταξύ Γης και Άρη είναι 54,55 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

0,0000057 έτη φωτός από τη Γη στον Άρη

Έχοντας τέτοια δεδομένα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο πλανητών είναι ίση με 181 δευτερόλεπτα φωτός, ή 3 λεπτά φωτός. Με άλλα λόγια, υπάρχουν 0,00000570776255707763 έτη φωτός μεταξύ του Άρη και της Γης.

Πόσο καιρό χρειάζεται φως για να φτάσουμε στον Άρη;

Παρά τη φυσική του απρόσιτη, είναι δυνατό να υπολογιστεί με ακρίβεια πόσος χρόνος χρειάζεται κατά μέσο όρο το φως των αστεριών για να ταξιδέψει από τον Ήλιο στον Άρη.
Μια πτήση στον Άρη από το κεντρικό αστέρι του ηλιακού συστήματος μπορεί να πραγματοποιηθεί με ένα φωτόνιο - ένα σωματίδιο φωτός - χωρίς να ληφθούν υπόψη εμπόδια και παρεμβολές σε 12,01 λεπτά. Οι υπολογισμοί λαμβάνονται από τη σταθερή ταχύτητα του φωτός στο κενό - 300 χιλιάδες χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο - και τη μέση απόσταση του κόκκινου πλανήτη από το αστέρι, ίση με 228 εκατομμύρια χιλιόμετρα.
228.000 χιλιάδες km / 300 χιλιάδες km/s = 760 s = 12 λεπτά 1 δευτερόλεπτο - ο χρόνος που απαιτείται για να πετάξετε από τον Ήλιο στον Άρη ή πίσω με την ταχύτητα του φωτός. Η απόσταση όταν ο Άρης βρίσκεται στο αφήλιο το φως θα διανύσει σε 13,01 λεπτά, στο περιήλιο σε 11 λεπτά.

Πόσο καιρό χρειάζεται για να πετάξετε στον Άρη με την ταχύτητα του φωτός;

Ο χρόνος για μια υποθετική πτήση στον Άρη είναι εύκολο να υπολογιστεί με βάση τις παραπάνω γνώσεις. Υπάρχει ακριβής υπολογισμένη διαδρομή πτήσης, δυνατότητες και ελάχιστη απόσταση από τη Γη στον Άρη. Είναι πάνω από 54 εκατομμύρια χιλιόμετρα, δηλαδή 3 λεπτά για τη φωτεινή ροή. Μόνο αν κινείσαι με την ταχύτητα του φωτός, η πτήση προς τον Άρη θα διαρκέσει όχι απλώς αμέτρητους μήνες, αλλά σχεδόν στιγμές. Τρία λεπτά μεταξύ του Άρη και της Γης με την ταχύτητα του φωτός είναι δύσκολο να συγκριθούν με οποιαδήποτε επίγεια μεταφορά.

Ο Κόκκινος Πλανήτης θα είναι εφικτός εάν η ανθρωπότητα προχωρήσει για να ταξιδέψει με την ταχύτητα του φωτός. Με τον τρέχοντα ρυθμό επιστημονικής ανάπτυξης, η ανακάλυψη νέων φουτουριστικών τρόπων μεταφοράς είναι μόνο θέμα χρόνου.