Što je 1 svjetlosna godina na Zemlji. Čemu je jednaka svjetlosna godina? Točna brzina svjetlosti

Unatoč tome što joj je naziv sličan vremenskom razdoblju u godini, godina uopće ne mjeri vrijeme, već udaljenost. Ova jedinica je dizajnirana za mjerenje velikih količina.

Svjetlosna godina je nesistemska jedinica za duljinu. To je udaljenost koju svjetlost prijeđe u vakuumu u jednoj godini (365,25 dana ili 31 557 600 sekundi).

Usporedba svjetlosne godine s kalendarskom počela se koristiti nakon 1984. Prije toga, svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj tropskoj godini.

Duljina tropske godine nema točnu vrijednost, jer su njeni izračuni vezani uz kutnu brzinu Sunca, a za nju postoje varijacije. Za svjetlosnu godinu uzeta je prosječna vrijednost.

Razlika u izračunu između tropske svjetlosne godine i julijanske svjetlosne godine je 0,02 posto. A budući da se ova jedinica ne koristi za mjerenja visoke preciznosti, nema praktične razlike među njima.

Svjetlosna godina kao duljina koristi se u znanstveno-popularnoj literaturi. U astronomiji postoji još jedna jedinica izvan sustava za mjerenje velikih udaljenosti - parsek. Izračun parseka temelji se na prosječnom polumjeru Zemljine orbite. 1 parsek je jednak 3,2616 svjetlosnih godina.

Proračuni i udaljenosti

Izračun svjetlosne godine izravno je povezan s brzinom svjetlosti. Za proračune u fizici obično se uzima 300 000 000 m/s. Točna vrijednost brzine svjetlosti je 299 792 458 m/s. Odnosno, 299.792.458 metara je samo jedna svjetlosna sekunda!

Udaljenost do Mjeseca je otprilike 384.400.000 metara, što znači da će svjetlosni snop doći do površine Mjeseca za otprilike 1,28 sekundi.

Udaljenost od Sunca do Zemlje je 149 600 000 000. Dakle, sunčeva zraka pada na Zemlju za nešto manje od 7 minuta.

Dakle, u godini ima 31 557 600 sekundi. Množenjem ovog broja s udaljenošću koja je jednaka jednoj svjetlosnoj sekundi, dobivamo da je jedna svjetlosna godina jednaka 9,460,730,472,580,800 metara.

1 milijun svjetlosnih godina bit će jednako 9 460 730 472 580 800 000 000 metara.

Prema približnim izračunima astronoma, promjer naše galaksije je oko 100.000 svjetlosnih godina. To jest, unutar naše Galaksije ne mogu postojati udaljenosti mjerene milijunima svjetlosnih godina. Takvi su brojevi primjenjivi za mjerenje udaljenosti između galaksija.

Zemlji najbliža galaksija Andromeda udaljena je 2,5 milijuna svjetlosnih godina.

Do danas, najveća kozmička udaljenost od Zemlje koja se može izmjeriti je udaljenost do ruba vidljivog svemira. To je oko 45 milijardi svjetlosnih godina.

Sigurno, čuvši u nekom fantastičnom akcijskom filmu izraz a la „20 do Tatooinea svjetlosnih godina“, postavljali su mnogi opravdana pitanja. Navest ću neke od njih:

Nije li godina vrijeme?

Što je onda svjetlosna godina?

Koliko kilometara ima?

Koliko će to trajati svjetlosna godina svemirski brod sa Zemlja?

Odlučio sam današnji članak posvetiti objašnjavanju značenja ove mjerne jedinice, uspoređujući je s našim uobičajenim kilometrima i demonstrirajući skale koje Svemir.

Virtualni trkač.

Zamislite osobu koja, kršeći sva pravila, juri autocestom brzinom od 250 km / h. Za dva sata prevalit će 500 km, a za četiri - čak 1000. Osim, naravno, ako se pritom ne sruši ...

Čini se da je to brzina! Ali da bi oplovio cijeli svijet (≈ 40 000 km), našem će jahaču trebati 40 puta više vremena. A ovo je već 4 x 40 = 160 sati. Ili gotovo cijeli tjedan neprekidne vožnje!

Na kraju ipak nećemo reći da je prešao 40.000.000 metara. Budući da nas je lijenost uvijek tjerala da izmišljamo i koristimo kraće alternativne mjerne jedinice.

Ograničiti.

Iz školskog tečaja fizike svatko bi trebao znati da je najbrži jahač u svemir- svjetlo. U jednoj sekundi njegov snop prijeđe udaljenost od približno 300.000 km, a globus će, dakle, obići za 0,134 sekunde. To je 4.298.507 puta brže od našeg virtualnog trkača!

Iz Zemlja prije Mjesec svjetlost doseže u prosjeku za 1,25 s, do Sunce njegov će snop projuriti za nešto više od 8 minuta.

Kolosalno, zar ne? Ali postojanje brzina većih od brzine svjetlosti još nije dokazano. Stoga je znanstveni svijet zaključio da bi bilo logično mjeriti kozmičke razmjere u jedinicama koje radio val prijeđe u određenim vremenskim intervalima (što svjetlost, posebice, jest).

Udaljenosti.

Na ovaj način, svjetlosna godina- ništa više od udaljenosti koju zraka svjetlosti prijeđe u jednoj godini. Na međuzvjezdanim ljestvicama korištenje jedinica udaljenosti manjih od ove nema previše 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 svjetlosni tjedan ≈ 181 000 000 000 km;

1 svjetlosni mjesec ≈ 790 000 000 000 km.

A sada, da biste shvatili odakle dolaze brojevi, izračunajmo 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 prijeđe 300 000 km u jednoj sekundi. Prema tome, za godinu dana njegov će snop preći udaljenost od 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km.

Ovaj broj glasi ovako: DEVET TRILIJUNA ČETIRISTO ŠEZDESET MILIJARDI OSAMSTO MILIJUNA kilometara.

Naravno, točna vrijednost svjetlosna godina nešto drugačije od onoga što smo izračunali. Ali kada se opisuju udaljenosti do zvijezda u popularnoznanstvenim člancima, u načelu nije potrebna najveća točnost, a sto ili dva milijuna kilometara ovdje neće igrati posebnu ulogu.

Sada nastavimo naše misaone eksperimente...

Vage.

Pretpostavimo moderno svemirski brod ostavlja Sunčev sustav s trećom svemirskom brzinom (≈ 16,7 km/s). Prvi svjetlosna godina on će pobijediti za 18 000 godina!

4,36 svjetlosnih godina do našeg najbližeg zvjezdanog sustava ( Alpha Centauri, pogledajte sliku na početku) nadvladat će za oko 78 tisuća godina!

Naše galaksija Mliječni put, s promjerom od približno 100.000 svjetlosnih godina, prijeći će za 1 milijardu 780 milijuna godina.

I to nama najbližem galaksije, svemirski brod juri tek nakon 36 milijardi godina...

Ovo su pite. Ali čak i u teoriji Svemir nastao prije samo 16 milijardi godina ...

I konačno...

Možete se početi pitati kozmičkim razmjerima čak i bez odlaska dalje Sunčev sustav jer je sama po sebi vrlo velika. To su vrlo dobro i jasno pokazali, primjerice, kreatori projekta Kad bi Mjesec biosamo 1 piksel (Kad bi mjesec bio samo jedan piksel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

Na ovome ću možda dovršiti današnji članak. Sva vaša pitanja, komentari i želje dobrodošli su u komentarima ispod njega.

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 jednaka je 365 dana. To je tumačenje koje se koristi u znanstvenoj literaturi.

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

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

Svjetlosna godina iznosi 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 stiže u prosjeku za 1,25 s, dok njen snop do Sunca stiže za nešto više od 8 minuta.

Zanimljiva činjenica o prirodi svemira

Zvijezda Betelgeuse u zviježđu Orion trebala bi eksplodirati u doglednoj budućnosti (zapravo, u roku od nekoliko stoljeća).

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

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

zemaljska godina

Zemaljska 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 odnosi posebno na planet Zemlju, na druge, poput Marsa ili Jupitera, bit će potpuno drugačije. Svjetlosna godina mjeri udaljenost od jednog do drugog nebeskog tijela. Brojevi za svjetlosne godine i zemaljske godine toliko su različiti, iako znače udaljenost.

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 o astronomiji. Međutim, u profesionalnoj astrofizici ova brojka se 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 velik da će biti nepraktično i nezgodno koristiti ga za fizičke i matematičke izračune. Stoga, umjesto svjetlosne godine, profesionalna astronomija koristi takvu mjernu jedinicu kao što je mnogo prikladnija za rad pri izvođenju složenih matematičkih izračuna.

Definicija pojma

Definiciju pojma "svjetlosna godina" možemo pronaći u svakom 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 za godinu dana, već udaljenost koju snop svjetlosti prijeđe za 365,25 zemaljskih dana u vakuumu, a da na njega ne utječu magnetska polja.

Svjetlosna godina iznosi 9,46 bilijuna kilometara. To je udaljenost koju zraka svjetlosti prijeđe za godinu dana. 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, početkom sedamnaestog stoljeća, znanstvenici su počeli sumnjati u to. Galileo je bio prvi koji je posumnjao u gore predloženu izjavu. Upravo je on pokušao odrediti vrijeme za koje zraka svjetlosti prijeđe udaljenost 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 opažanje slavnog danskog astronoma Olafa Römera. Godine 1676. primijetio je razliku u vremenu pomrčine ovisno o približavanju i udaljavanju Zemlje od njih u svemiru. Roemer je uspješno povezao ovo opažanje s činjenicom da što se Zemlja dalje udaljava, potrebno je više vremena da svjetlost koja se od njih reflektira prijeđe udaljenost do našeg planeta.

Roemer je točno uhvatio 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 Zemlje od ostalih 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 tisuća km / s. Ali ova je vrijednost bila netočna. Naprednije metode za izračunavanje brzine svjetlosti proizvedene su neovisno o svemirskim 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 utvrditi točnu brzinu svjetlosti tek u prošlom stoljeću. Na temelju Maxwellove teorije elektromagnetizma, koristeći suvremenu lasersku tehnologiju i proračune, korigirane za indeks loma toka zraka u zraku, znanstvenici su uspjeli izračunati točnu vrijednost brzine svjetlosti od 299.792,458 km/s. Tu vrijednost još uvijek koriste astronomi. Nadalje, određivanje svjetlosnog dana, mjeseca i godine već je bilo stvar tehnologije. Jednostavnim izračunom znanstvenici su došli do brojke od 9,46 trilijuna kilometara - toliko bi snopu svjetlosti trebalo da obiđe dužinu Zemljine orbite.

Na ovaj ili onaj način, u našem svakodnevnom životu mjerimo udaljenosti: do najbližeg supermarketa, do kuće rođaka u drugom gradu, do i tako dalje. Međutim, kada je riječ o golemim svemirskim prostranstvima, ispada da je korištenje poznatih vrijednosti poput kilometara krajnje neracionalno. A stvar ovdje nije samo u poteškoći uočavanja rezultirajućih gigantskih vrijednosti, već iu broju znamenki u njima. Čak će i pisanje toliko nula postati 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 iskoristiti glomazne brojke koje će se dobiti pri izračunavanju udaljenosti čak i do najbližih zvijezda? A upravo sada trebamo vrijednost poput svjetlosne godine. Koliko je on? Sada ćemo to shvatiti.

Pojam svjetlosne godine također je usko povezan s relativističkom fizikom, u kojoj je tijesna povezanost i međusobna ovisnost prostora i vremena uspostavljena početkom 20. stoljeća, kada su se srušile postavke 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 Zemljinoj 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 sljedeće najbliže zvijezde, Alpha, i već oko četiri svjetlosne godine.

Samo fantastična udaljenost. U astrofizici postoji još veća mjera prostora. Svjetlosna godina iznosi otprilike jednu trećinu 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 prijeđe svjetlost u godini, misle upravo na prazan svemir. Međutim, zanimljivo je primijetiti da pod drugim uvjetima brzina svjetlosti može biti manja. Na primjer, u zraku se fotoni raspršuju nešto manjom brzinom nego u vakuumu. S kojom - ovisi o konkretnom stanju atmosfere. Stoga bi u mediju ispunjenom plinom svjetlosna godina bila nešto manja. No, ne bi se bitno razlikovala od prihvaćene.