1 svjetlosni dan je jednak. zemaljska godina

Kozmičke udaljenosti teško je izmjeriti običnim metrima i kilometrima, pa se astronomi u svom radu služe drugim fizičkim jedinicama. Jedna od njih se zove svjetlosna godina.


Mnogi ljubitelji znanstvene fantastike upoznati su s ovim konceptom, jer se često pojavljuje u filmovima i knjigama. Ali ne znaju svi čemu je jednaka svjetlosna godina, a neki čak misle da je to slično uobičajenom godišnjem računanju vremena.

Što je svjetlosna godina?

Zapravo, svjetlosna godina nije jedinica vremena, kao što bi se moglo pretpostaviti, već jedinica duljine koja se koristi u astronomiji. Podrazumijeva se kao udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini.

Obično se koristi u udžbenicima astronomije ili popularnoj znanstvenoj fantastici za određivanje duljina unutar Sunčevog sustava. Za točnije matematičke izračune ili mjerenja udaljenosti u Svemiru, kao osnova se uzima još jedna jedinica - .

Pojava svjetlosne godine u astronomiji bila je povezana s razvojem zvjezdanih znanosti i potrebom korištenja parametara usporedivih s razmjerom svemira. Koncept je uveden nekoliko godina nakon prvog uspješnog mjerenja udaljenosti od Sunca do zvijezde 61 Cygni 1838. godine.


Izvorno se svjetlosnom godinom nazivala udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj tropskoj godini, odnosno za vrijeme jednako punom ciklusu godišnjih doba. Međutim, od 1984. za osnovu se uzima julijanska godina (365,25 dana), zbog čega su mjerenja postala točnija.

Kako se određuje brzina svjetlosti?

Kako bi izračunali svjetlosnu godinu, istraživači su prvo morali odrediti brzinu svjetlosti. Nekada su astronomi vjerovali da se širenje zraka u svemiru događa trenutno, no u 17. stoljeću takav zaključak se počeo dovoditi u pitanje.

Prve pokušaje proračuna napravio je Galileo Gallilei, koji je odlučio izračunati vrijeme tijekom kojeg svjetlost putuje 8 km. Njegovo istraživanje je bilo neuspješno. James Bradley uspio je izračunati približnu vrijednost 1728. godine, koji je odredio vrijednost brzine od 301 tisuću km / s.

Kolika je brzina svjetlosti?

Unatoč činjenici da je Bradley napravio prilično točne izračune, tek su u 20. stoljeću mogli odrediti točnu brzinu koristeći modernu lasersku tehnologiju. Savršena oprema omogućila je izračune prilagođene indeksu loma zraka, zbog čega je ta vrijednost iznosila 299.792,458 kilometara u sekundi.


Astronomi rade s tim brojkama do danas. U budućnosti su jednostavni izračuni pomogli da se s točnošću utvrdi vrijeme koje je potrebno zrakama da lete oko orbite globusa bez utjecaja gravitacijskih polja.

Iako brzina svjetlosti nije usporediva sa zemaljskim udaljenostima, njezino korištenje u proračunima objašnjava se činjenicom da su ljudi navikli razmišljati u "zemaljskim" kategorijama.

Što je svjetlosna godina?

Ako uzmemo u obzir da je svjetlosna sekunda jednaka 299 792 458 metara, lako je izračunati da svjetlost u minuti prijeđe 17 987 547 480 metara. U pravilu astrofizičari koriste te podatke za mjerenje udaljenosti unutar planetarnih sustava.

Za proučavanje nebeskih tijela na ljestvici svemira mnogo je prikladnije uzeti kao osnovu svjetlosnu godinu, koja je jednaka 9,460 bilijuna kilometara ili 0,306 parseka. Promatranje kozmičkih tijela jedini je slučaj kada osoba može vidjeti prošlost vlastitim očima.

Potrebno je mnogo godina da svjetlost koju emitira neka udaljena zvijezda stigne do Zemlje. Iz tog razloga, kada promatrate svemirske objekte, ne vidite ih onakvima kakvi jesu u ovom trenutku, već kakvi su bili u trenutku emitiranja svjetlosti.

Primjeri udaljenosti u svjetlosnim godinama

Zahvaljujući sposobnosti izračunavanja brzine zraka, astronomi su uspjeli izračunati udaljenost u svjetlosnim godinama do mnogih nebeskih tijela. Dakle, udaljenost od našeg planeta do Mjeseca je 1,3 svjetlosne sekunde, do Proxima Centauri - 4,2 svjetlosne godine, do Andromedine maglice - 2,5 milijuna svjetlosnih godina.


Udaljenost između Sunca i središta naše galaksije je oko 26 tisuća svjetlosnih godina, a između Sunca i planeta Plutona - 5 svjetlosnih sati.

Na ovaj ili onaj način, u svakodnevnom životu mjerimo udaljenosti: do najbližeg supermarketa, do kuće rođaka u drugom gradu, i tako dalje. Međutim, kada je riječ o golemom prostranstvu prostora, pokazalo se da je korištenje poznatih vrijednosti ​​​poput kilometara krajnje iracionalno. I poanta ovdje nije samo u poteškoćama percipiranja rezultirajućih golemih vrijednosti, već i u broju znamenki u njima. Čak i pisanje tolikog broja nula postat će problem. Na primjer, najkraća udaljenost od Marsa do Zemlje je 55,7 milijuna kilometara. Šest nula! Ali crveni planet jedan je od naših najbližih susjeda na nebu. Kako koristiti glomazne brojeve koji će se dobiti pri izračunu udaljenosti čak i do najbližih zvijezda? I upravo sada trebamo takvu vrijednost kao svjetlosnu godinu. Koliko je on? Sada ćemo to shvatiti.

Pojam svjetlosne godine također je usko povezan s relativističkom fizikom, u kojoj je bliska povezanost i međusobna ovisnost prostora i vremena uspostavljena početkom 20. stoljeća, kada su se urušili postulati Newtonove mehanike. Prije ove vrijednosti udaljenosti, veće jedinice u sustavu

formirane su vrlo jednostavno: svaka sljedeća bila je skup jedinica manjeg reda (centimetri, metri, kilometri i tako dalje). U slučaju svjetlosne godine, udaljenost je bila vezana za vrijeme. Moderna znanost zna da je brzina svjetlosti u vakuumu konstantna. Štoviše, to je najveća brzina u prirodi dopuštena u modernoj relativističkoj fizici. Upravo su te ideje bile temelj novog značenja. Svjetlosna godina jednaka je udaljenosti koju zraka svjetlosti prijeđe u jednoj zemaljskoj kalendarskoj godini. U kilometrima, to je otprilike 9,46 * 10 15 kilometara. Zanimljivo je da do najbližeg mjeseca foton prijeđe udaljenost za 1,3 sekunde. Do Sunca - oko osam minuta. Ali do sljedećih najbližih zvijezda, Alfe, i već oko četiri svjetlosne godine.

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

Brzina širenja svjetlosti u različitim uvjetima

Usput, postoji i takva značajka 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 u godini, misle na upravo prazan svemir. Međutim, zanimljivo je primijetiti da u drugim uvjetima brzina svjetlosti može biti manja. Na primjer, u zraku se fotoni raspršuju nešto manjom brzinom nego u vakuumu. S kojim - ovisi o specifičnom stanju atmosfere. Tako bi u mediju ispunjenom plinom svjetlosna godina bila nešto manja. Međutim, ne bi se bitno razlikovao od prihvaćenog.

Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini.. Međunarodna astronomska unija dala je svoje objašnjenje za svjetlosnu godinu – to je udaljenost koju svjetlost prijeđe u vakuumu, bez sudjelovanja gravitacije, u julijanskoj godini. Julijanska godina je jednaka 365 dana. Upravo se to tumačenje koristi u znanstvenoj literaturi.

Ako uzmemo stručnu literaturu, onda se ovdje udaljenost računa u parscima ili kilo- i megaparsekima.

Postoje određene brojke koje određuju udaljenost svjetlosnih sati, minuta, dana itd.

• Svjetlosna godina je 9.460.800.000.000 km,
• mjesec- 788 333 milijuna km.,
• tjedan- 197,083 milijuna km.,
• dan- 26,277 milijuna km,
• sat- 1,094 milijuna km.,
• minuta- oko 18 milijuna km.,
• drugi- oko 300 tisuća km.

Zanimljivo je! Od Zemlje do Mjeseca svjetlost doseže u prosjeku 1,25 s, dok njezin snop do Sunca stiže za nešto više od 8 minuta.

Zvijezda Betelgeuse u zviježđu Orion trebao eksplodirati u doglednoj budućnosti (zapravo - unutar nekoliko stoljeća).

Betelgeuse se nalazi na udaljenosti od 495 do 640 svjetlosnih godina od nas.
Ako eksplodira upravo sada, tada će stanovnici Zemlje ovu eksploziju vidjeti tek za 500-600 godina.

A ako danas vidite eksploziju, sjetite se da se zapravo eksplozija dogodila u vrijeme Ivana Groznog ...

zemaljska godina

Zemljana godina je udaljenost koju Zemlja prijeđe u jednoj godini. Ako uzmemo u obzir sve izračune, tada je jedna svjetlosna godina jednaka 63242 zemaljske godine. Ova se brojka posebno odnosi na planet Zemlju, na druge, poput Marsa ili Jupitera, bit će potpuno drugačiji. Svjetlosna godina mjeri udaljenost od jednog nebeskog objekta do drugog. Brojevi za svjetlosne i zemaljske godine su toliko različiti, iako predstavljaju udaljenost.

Vage

Video

Izvori

Brzi odgovor: nikako.

Često nam se postavljaju vrlo zanimljiva pitanja na koja su odgovori vrlo nestandardni.

Jedno od ovih pitanja vidite u naslovu. I stvarno, koliko zemaljskih godina ima u jednoj svjetlosnoj godini? Možda ćete biti razočarani, ali pravog odgovora nema.

Činjenica je da svjetlosna godina nije mjera vremena, već mjera udaljenosti. Da budemo precizniji, svjetlosna godina je udaljenost u vakuumu bez gravitacijskih polja, jedan učinak julijanske godine (ekvivalent 365,25 standardnih dana u 86.400 SI sekundi ili 31.557.600 sekundi) od strane Međunarodne astronomske federacije,

Da bismo to učinili, uzimamo oznaku od 300 tisuća kilometara u sekundi (što je upravo brzina svjetlosti) i množimo s 31,56 milijuna sekundi (mnogo sekundi godišnje), a dobivamo ogroman broj - 9460800000 000 km (ili 9,46 milijuna kilometara). Ovaj fantastičan broj znači udaljenost jednaku svjetlosnoj godini.

• 1 svjetlosni mjesec ~ 788,333,000,000 km

• 1 lagani tjedan ~ 197.083.000 km

• 1 svjetlosni dan ~ 26,277 milijuna km

• 1 svjetlosni sat ~ 1,094 milijuna km

• 1 svjetlosna minuta ~ oko 18 milijuna km

• 1 svjetlosna sekunda ~ 300 tisuća km

Da biste saznali koliko kilometara u svjetlosnoj godini trebate koristiti jednostavan web kalkulator.

U lijevi okvir unesite broj svjetlosnih godina od interesa koje želite pretvoriti. U polju s desne strane vidjet ćete rezultat izračuna. Samo kliknite na odgovarajuću vezu za pretvaranje svjetlosnih godina ili milja u druge jedinice.

Što je "svijetlo ljeto"

Svjetlosna godina jednosmjernog sustava (St., ly) jednaka je udaljenosti koju svjetlost prijeđe u vakuumu u jednoj srpanjskoj godini (365,25 dana).

Ovaj se izraz uglavnom koristi u znanstvenoj i fikciji, a u stručnom okruženju usvojen je termin "parseci" s prefiksom "kilo" i "mega".

ne prije 1984., prema svijetloj godini, da bismo razumjeli udaljenost sa svjetlošću prijeđenu u tropskoj godini, sada se vrijednost promijenila za 0,002%, a praktična vrijednost ove razlike, jer se vrlo točna mjerenja ne vrše u svjetlosnim godinama . Brzina svjetlosti je oko 300.000.

km u sekundi, a svjetlosna godina je oko 10 trilijuna kilometara (9460,8800 milijuna km). Što se tiče udaljenosti, na primjer, taj Sirius ima 8 svjetlosnih godina od najbliže blizine zvijezdi Proxima Centauri – 4,22 svjetlosne godine, te promjera rimske ceste – naše galaksije, a to je 100.000 svjetlosnih godina.

Što je "kilometar"

Kilometar kilometar (km, km) je jedinica za množinu referentnih udaljenosti i široko se koristi u cijelom svijetu.

Jedan kilometar 1000 metara, 0,621 milja, 0,9374 milje, 1094 jardi, 3281 metar, 1,057 x 10 - 13 svjetlosnih godina, 6,67 x 10 - 9 astronomskih jedinica.

Lagane godine

Stotinama godina ljudi su izmišljali vlastiti planet kako bi izumili sve više i više sustava daljinskog istraživanja. Stoga je odlučeno uzeti u obzir univerzalnu jedinicu duljine jednog metra i dugu mjernu stazu u kilometrima.

Ali u sljedećem dvadesetom stoljeću to je stvorilo novi problem za čovječanstvo. Ljudi su počeli pažljivo proučavati svemir - i pokazalo se da je veličina svemira toliko velika da milje ovdje jednostavno nisu prikladne.

U običnim jedinicama možete izraziti udaljenost od Zemlje do Mjeseca ili od Zemlje do Marsa. Ali ako pokušavate odgonetnuti koliko je najbliža zvijezda udaljena od našeg planeta, broj "raste" s neprimjetnim brojem znakova po decimalnoj zarezi.

Što je 1 svjetlosna godina?

Bilo je očito da je potrebna nova jedinica za istraživanje svemira – a bila je to sjajna godina.

U sekundi svjetlost prijeđe 300 000 kilometara. Lagane godine — ovo je udaljenost čija će svjetlost prijeći točno jednu godinu, a kada se prevede u poznatiji sustav brojeva, ta udaljenost iznosi 9.460.730.472.580,8 kilometara. Jasno je da je korištenje sažetog "jednostavnog leta" mnogo prikladnije od korištenja svakog ogromnog broja u izračunima.

Od svih nama najbližih zvijezda, Proxima Centauri - ovo je uklonjeno samo "4,2 svjetlosne godine". Naravno, na temelju podataka o kilometrima postoji nezamisliva količina. No, sve je relativno – s obzirom na to da je najbliža galaksija Andromeda od rimske ceste odvojena čak 2,5 milijuna svjetlosnih godina, zvijezda i istina počinju se činiti vrlo bliskim susjedima.

Inače, korištenje svjetlosnih godina pomaže znanstvenicima razumjeti u kojim je kutovima svemira razumno pronaći inteligentni život, a gdje je potpuno beskorisno slati radio signale.

Uostalom, brzina radio signala slična je brzini svjetlosti, pa će pozdrav poslan prema udaljenoj galaksiji stići na odredište za milijune godina. Logično je očekivati ​​odgovor od susjednih "susjeda" - objekata čiji će signali hipotetskog odgovora doći do zemaljskih uređaja čak i tijekom života osobe.

1 svjetlosna godina - koliko zemaljskih godina?

Postoji uobičajena zabluda da je svjetlosna godina jedinica vremena.

Zapravo nije. Ovaj izraz nema nikakve veze sa zemaljskim godinama, ne odnosi se na njih i predstavlja samo udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj zemaljskoj godini.

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 iznimno rijetko i često koristi 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 izračune. Stoga, umjesto svjetlosne godine, profesionalna astronomija koristi takvu mjernu jedinicu kao što je , što je mnogo prikladnije za rad pri izvođenju složenih matematičkih izračuna.

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 kozmolog će je smatrati nepotpunom. Primijetit će da svjetlosna godina nije samo udaljenost koju svjetlost prijeđe u godini, već i udaljenost koju prijeđe snop svjetlosti za 365,25 zemaljskih dana u vakuumu, a da na njega ne utječu magnetska polja.

Svjetlosna godina je 9,46 trilijuna kilometara. Ovo je udaljenost koju zraka svjetlosti prijeđe u godini. Ali kako su astronomi postigli tako točno određivanje putanje zraka? O tome ćemo govoriti u nastavku.

Kako se određuje brzina svjetlosti?

U davna vremena vjerovalo se da se svjetlost u svemiru širi trenutno. Međutim, počevši od sedamnaestog stoljeća, znanstvenici su počeli sumnjati u to. Galileo je prvi posumnjao u gore predloženu izjavu. Upravo je on pokušao odrediti vrijeme tijekom 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 promatranje poznatog danskog astronoma Olafa Römera. 1676. primijetio je razliku u vremenu pomrčine ovisno o približavanju i udaljenju Zemlje njima u svemiru. Römer je uspješno povezao ovo opažanje s činjenicom da što se Zemlja dalje udaljava, to je više vremena potrebno da svjetlost koja se od njih reflektira prijeđe udaljenost do našeg planeta.

Roemer je točno shvatio bit ove činjenice, ali nije uspio izračunati pouzdanu vrijednost brzine svjetlosti. Njegovi izračuni bili su pogrešni, jer u sedamnaestom stoljeću nije mogao imati točne podatke o udaljenosti od Zemlje do drugih planeta Sunčevog sustava. Ti su podaci utvrđeni nešto kasnije.

Daljnji napredak u istraživanju i određivanju svjetlosne godine

Godine 1728. engleski astronom James Bradley, koji je otkrio učinak zvjezdane aberacije, prvi je izračunao približnu brzinu svjetlosti. Odredio je njegovu vrijednost na 301 tisuću km / s. Ali ova vrijednost je bila netočna. Naprednije metode za izračunavanje brzine svjetlosti proizvedene su neovisno o kozmičkim tijelima – na Zemlji.

Promatranja brzine svjetlosti u vakuumu pomoću rotirajućeg kotača i zrcala izvršili su A. Fizeau i L. Foucault. Uz njihovu pomoć, fizičari su se uspjeli približiti stvarnoj vrijednosti ove količine.

Točna brzina svjetlosti

Znanstvenici su uspjeli odrediti točnu brzinu svjetlosti tek u prošlom stoljeću. Na temelju Maxwellove teorije elektromagnetizma, korištenjem moderne laserske tehnologije i proračuna korigiranih za indeks loma toka zraka u zraku, znanstvenici su uspjeli izračunati točnu 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 pitanje tehnologije. Jednostavnim izračunima znanstvenici su dobili brojku od 9,46 trilijuna kilometara – koliko bi vremena bilo potrebno da snop svjetlosti preleti dužinu Zemljine orbite.

Dana 22. veljače 2017. NASA je objavila da je oko jedne zvijezde TRAPPIST-1 pronađeno 7 egzoplaneta. Tri od njih su u rasponu udaljenosti od zvijezde gdje planet može imati tekuću vodu, a voda je ključni uvjet za život. Također se navodi da se ovaj zvjezdani sustav nalazi na udaljenosti od 40 svjetlosnih godina od Zemlje.

Ova poruka podigla je veliku buku u medijima, nekima se čak činilo da je čovječanstvo na korak od izgradnje novih naselja u blizini nove zvijezde, ali nije tako. Ali 40 svjetlosnih godina je puno, to je PUNO, previše je kilometara, odnosno, ovo je monstruozno kolosalna udaljenost!

Iz kolegija fizike poznata je treća kozmička brzina - to je brzina koju tijelo mora imati na površini Zemlje da bi izašlo izvan Sunčevog sustava. Vrijednost ove brzine je 16,65 km/s. Obične svemirske letjelice u orbiti kreću se brzinom od 7,9 km/s, a okreću se oko Zemlje. U principu, brzina od 16-20 km/s je sasvim pristupačna za moderne zemaljske tehnologije, ali ne više!

Čovječanstvo još nije naučilo kako ubrzati svemirske brodove brže od 20 km/s.

Izračunajmo koliko će godina biti potrebno da zvjezdani brod koji leti brzinom od 20 km/s prevlada 40 svjetlosnih godina i stigne do zvijezde TRAPPIST-1.
Jedna svjetlosna godina je udaljenost koju snop svjetlosti prijeđe u vakuumu, a brzina svjetlosti je približno 300 000 km/sec.

Ljudska letjelica leti brzinom od 20 km/s, odnosno 15 000 puta sporije od brzine svjetlosti. Takav će brod prevladati 40 svjetlosnih godina u vremenu koje je jednako 40*15000=600000 godina!

Zemljani brod (s trenutnom razinom tehnologije) doletjet će do zvijezde TRAPPIST-1 za oko 600 tisuća godina! Homo sapiens postoji na Zemlji (prema znanstvenicima) tek 35-40 tisuća godina, a ovdje čak 600 tisuća godina!

U bliskoj budućnosti tehnologija neće dopustiti osobi da stigne do zvijezde TRAPPIST-1. Čak i obećavajući motori (ion, foton, svemirska jedra, itd.), koji nisu u zemaljskoj stvarnosti, mogu se procijeniti da ubrzavaju brod do brzine od 10.000 km/s, što znači da je vrijeme leta do sustava TRAPPIST-1 će se smanjiti na 120 godina . Ovo je već više-manje prihvatljivo vrijeme za letenje uz pomoć suspendirane animacije ili za nekoliko generacija migranata, no danas su svi ti motori fantastični.

Čak su i najbliže zvijezde još uvijek predaleko od ljudi, predaleko, a da ne spominjemo zvijezde naše Galaksije ili drugih galaksija.

Promjer naše galaksije Mliječni put je otprilike 100 tisuća svjetlosnih godina, odnosno put od kraja do kraja za moderni zemaljski brod bit će 1,5 milijardi godina! Znanost sugerira da je naša Zemlja stara 4,5 milijardi godina, a višestanični život oko 2 milijarde godina. Udaljenost do nama najbliže galaksije - maglice Andromeda - je 2,5 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje - kakve monstruozne udaljenosti!

Kao što vidite, od svih ljudi koji danas žive, nitko nikada neće kročiti na zemlju planete u blizini druge zvijezde.