Udaljenost koju svjetlost prijeđe u 1 godini. Koliko kilometara ima svjetlosna godina i je li jednaka zemlji

Kakav god način života vodili, što god radili, na ovaj ili onaj način, svaki dan koristimo neke mjerne jedinice. Tražimo čašu vode, sami zagrijemo doručak na određenu temperaturu, vizualno procijenimo koliko nam treba hodati do najbližeg Poštanski ured, dogovorite sastanak Određeno vrijeme i tako dalje. Sve te radnje zahtijevaju

Ne samo izračuni, već i određeno mjerenje raznih numeričkih kategorija: udaljenosti, količine, težine, vremena itd. U našem Svakidašnjica redovito koristimo brojeve. A na ove brojke odavno su se navikli, kao na nekakve alate. Ali što se događa kada izađemo iz svakodnevne zone udobnosti i suočimo se s neuobičajenim brojčane vrijednosti? U ovom članku pričat ćemo o fantastičnim likovima svemira.

univerzalni otvoreni prostori

Još više iznenađuje situacija sa svemirske udaljenosti. Prilično smo svjesni kilometara do susjednog grada, pa čak i od Moskve do New Yorka. Ali teško je vizualno zamisliti udaljenosti kada je riječ o mjerilu zvjezdanih jata. Sada će nam trebati takozvana svjetlosna godina. Uostalom, udaljenosti čak i između susjednih zvijezda su iznimno velike, a njihovo mjerenje u kilometrima ili miljama jednostavno je iracionalno. I ovdje nije stvar samo u teškoćama uočavanja golemih rezultirajućih brojeva, već iu broju njihovih nula. Problem postaje napisati broj. Na primjer, udaljenost od Zemlje do Marsa tijekom razdoblja najbližeg približavanja je 55,7 milijuna kilometara. Vrijednost sa šest nula. Ali Mars je jedan od naših najbližih svemirskih susjeda! Udaljenost do najbliže zvijezde, osim Sunca, bit će milijune puta veća. A onda, kad bismo to mjerili u kilometrima ili miljama, astronomi bi morali potrošiti sate svog vremena samo na bilježenje ovih gigantskih količina. Svjetlosna godina riješila je ovaj problem. Izlaz je bio prilično genijalan.

Što je svjetlosna godina?

Umjesto izmišljanja nove mjerne jedinice, koja je zbroj jedinica manjeg reda (kao što se događa s milimetrima, centimetrima, metrima, kilometrima), odlučeno je da se udaljenost veže za vrijeme. Zapravo, činjenica da je i vrijeme fizičko polje, utjecaj na događaje, više

štoviše, međusobno povezan i konvertibilan s prostorom, otkrio je Albert Einstein i dokazao kroz svoju teoriju relativnosti. Konstantna brzina postala brzina svjetlosti. I prolaz svjetlosne zrake određena udaljenost po jedinici vremena dao nove fizičke prostorne veličine: svjetlo drugo, svjetlosna minuta, svjetlosni dan, svjetlosni mjesec, svjetlosna godina. Primjerice, u sekundi snop svjetlosti (u svemirskim uvjetima – vakuum) prijeđe udaljenost od oko 300 tisuća kilometara. Lako je izračunati da je jedna svjetlosna godina jednaka otprilike 9,46 * 10 15 . Dakle, udaljenost od Zemlje do najbližeg kozmičkog tijela, Mjeseca, iznosi nešto više od jedne svjetlosne sekunde, do Sunca - oko osam svjetlosnih minuta. rubna tijela Sunčev sustav na moderne ideje kružeći na udaljenosti od jedne svjetlosne godine. Sljedeća nama najbliža zvijezda, odnosno sustav dvojnih zvijezda, Alpha i Proxima Centauri, toliko je udaljen da čak i svjetlost s njih do naših teleskopa stiže tek četiri godine nakon njegova početka. A to su ipak nama najbliža nebeska tijela. Svjetlu s drugog kraja Mliječne staze potrebno je više od sto tisuća godina da dođe do nas.

Ovo je definicija koja se preporučuje za korištenje u znanstveno-popularna literatura. U stručnoj literaturi za izražavanje velikih udaljenosti obično se koriste parseci i višekratnici jedinica (kilo- i megaparseci) umjesto svjetlosne godine.

Ranije (do 1984.), svjetlosna godina je bila udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj tropskoj godini, koja se odnosila na epohu 1900.0. Nova definicija razlikuje se od stare za oko 0,002%. Budući da se ova jedinica udaljenosti ne koristi za vrlo precizna mjerenja, nema praktične razlike između starih i novih definicija.

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 (točno)
1 svjetlosna minuta ≈ 18 milijuna km
1 svjetlosni sat ≈ 1079 milijuna km
1 svjetlosni dan ≈ 26 milijardi km
1 svjetlosni tjedan ≈ 181 milijardi km
1 svjetlosni mjesec ≈ 790 milijardi km

Udaljenost u svjetlosnim godinama

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

Skala	Vrijednost (st. godine)	Opis
sekundi	4 10 −8	Prosječna udaljenost od Mjeseca je otprilike 380.000 km. To znači da je potrebno oko 1,3 sekunde da snop svjetlosti emitiran s površine Zemlje stigne do površine Mjeseca.
minuta	1,6 10 −5	Jedna astronomska jedinica iznosi otprilike 150 milijuna kilometara. Dakle, svjetlost putuje od Sunca do Zemlje za oko 500 sekundi (8 minuta 20 sekundi).
Sat	0,0006	Prosječna udaljenost od Sunca do Plutona je otprilike 5 svjetlosnih sati.
Sat	0,0016	Aparati serije "Pioneer" i "Voyager", koji su letjeli izvan Sunčevog sustava, oko 30 godina nakon lansiranja, povukli su se na udaljenost od stotinjak astronomske jedinice od Sunca, a njihovo vrijeme odgovora na zahtjeve sa Zemlje je otprilike 14 sati.
Godina	1,6	Unutarnji rub hipotetskog Oortova oblaka nalazi se na 50.000 AJ. e. od Sunca, a vanjski - 100 000 a. e. Za pokrivanje udaljenosti od Sunca do vanjskog ruba oblaka, svjetlost će trebati oko godinu i pol.
	2,0	Maksimalni radijus površine gravitacijski utjecaj Sunce ("Hillove sfere") - približno 125 000 a. e.
	4,22	Nama najbliža zvijezda (ne računajući Sunce), Proxima Centauri, nalazi se na udaljenosti od 4,22 sv. godine .
tisućljeće	26 000	Središte naše galaksije udaljeno je od Sunca otprilike 26 000 svjetlosnih godina.
tisućljeće	100 000	Promjer diska naše galaksije je 100.000 svjetlosnih godina.
Milijuni godina	2,5 10 6	Najbliža spiralna galaksija M31, poznata galaksija Andromeda, udaljena je 2,5 milijuna svjetlosnih godina.
	3.14 10 6	Galaksija Trokut (M33) udaljena je 3,14 milijuna svjetlosnih godina i najudaljeniji je nepokretni objekt vidljiv golim okom.
	5,9 10 7	Najbliži klaster galaksija, klaster Virgo, udaljen je 59 milijuna svjetlosnih godina.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Gravitacijska anomalija "Veliki atraktor" nalazi se na udaljenosti od 150-250 milijuna svjetlosnih godina od nas.
Milijarde godina	1,2 10 9	Sloanov zid jedna je od najvećih formacija u svemiru, dimenzija mu je oko 350 Mpc. Da bi ga svjetlost savladala od kraja do kraja, trebat će oko milijardu godina.
Milijarde godina	1,4 10 10	Veličina uzročno povezanog područja svemira. Izračunava se iz starosti Svemira i maksimalne brzine prijenosa informacija - brzine svjetlosti.
4,57 10 10	Udaljenost od Zemlje do ruba vidljivog svemira u bilo kojem smjeru; prateći radijus promatranog svemira (u okviru standardnog Lambda-CDM kozmološkog modela).

Skale galaktičke udaljenosti

Astronomska jedinica s dobrom točnošću jednaka je 500 svjetlosnih sekundi, odnosno svjetlost putuje od Sunca do Zemlje za oko 500 sekundi.

vidi također

Linkovi

Međunarodna organizacija za standardizaciju. 9.2 Mjerne jedinice

Bilješke

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Pogledajte što je "svjetlosna godina" u drugim rječnicima:

Izvansustavna jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji; 1 S. g. jednaka udaljenosti, prošaran svjetlom za 1 godinu. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsek \u003d 9,4605 1015 m. Fizičko enciklopedijski rječnik. M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prohorov ... ... Fizička enciklopedija

SVJETLOSNA GODINA, jedinica za astronomsku udaljenost, jednaka udaljenosti koju prijeđe svjetlost otvoreni prostor ili u VAKUUMU za jednu tropska godina. Jedna svjetlosna godina jednaka je 9,46071012 km... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

SVJETLOSNA GODINA, jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji: put koji prijeđe svjetlost u 1 godini, t.j. 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 međuzvjezdanih udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, tj. 9,46 × 1012 km ... Veliki enciklopedijski rječnik

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

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

Jedinica međuzvjezdanih udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, odnosno 9,46 1012 km. * * * SVJETLOSNA GODINA SVJETLOSNA GODINA, jedinica za međuzvjezdane udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, tj. 9,46x1012 km ... enciklopedijski rječnik

Svjetlosna godina- jedinica udaljenosti jednaka putu koji svjetlost prijeđe u jednoj godini. Svjetlosna godina je 0,3 parseka... Koncepti moderna prirodna znanost. Rječnik osnovnih pojmova

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 S Zemlja?

Odlučio sam današnji članak posvetiti objašnjavanju značenja ove mjerne jedinice, uspoređujući je s našim uobičajenim kilometrima i pokazujući 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 se obišla cjelina Zemlja(≈ 40.000 km), našem će vozaču 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 školski tečaj 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 akademske zajednice odlučio da bi bilo logično mjeriti kozmičke razmjere u jedinicama koje radio val putuje 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 popularnoznanstveni članci najveća preciznost u principu nije potreban, a sto ili dva milijuna kilometara ovdje neće igrati posebnu ulogu.

Sada nastavimo naše misaone eksperimente...

Vage.

Pretpostavimo moderno svemirski brod ostavlja Sunčev sustav iz trećeg svemirska brzina(≈ 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 mliječna staza , s promjerom od približno 100.000 svjetlosnih godina, prijeći će za 1 milijardu 780 milijuna godina.

Na ovaj ili onaj način, u svakodnevnom životu mjerimo udaljenosti: do najbližeg supermarketa, do kuće rođaka u drugom gradu, do i tako dalje. Međutim, kada su u pitanju golema svemirska prostranstva, 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. Primjerice, s Marsa na Zemlju, najviše kratka udaljenost- 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.

Koncept svjetlosne godine također je usko povezan s relativističkom fizikom, u kojoj bliska veza a međusobna ovisnost prostora i vremena uspostavljena je početkom 20. stoljeća, kada su se srušili 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 Znamo da je brzina svjetlosti u vakuumu konstantna. Štoviše, ona je maksimalna brzina u prirodi, dopustivo 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 zračni okoliš fotoni se rasprše s nekoliko sporija brzina 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.

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 prijeđe zraka svjetlosti 365,25 zemaljskih dana putuje u vakuumu, bez utjecaja magnetskih polja.

Svjetlosna godina iznosi 9,46 bilijuna kilometara. To je udaljenost koju zraka svjetlosti prijeđe za godinu dana. Ali kako su astronomi to postigli? točna definicija put 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. Ovo zapažanje Roemer je uspješno povezao s činjenicom da što se Zemlja više udaljava, to je svjetlu koje se reflektira od njih dulje potrebno da prijeđe udaljenost do našeg planeta.

suština ova činjenica Roemer je točno uhvatio, 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 bez obzira na svemirska tijela- na tlu.

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, uz pomoć suvremenih laserska tehnologija i izračunima, ispravljenim za indeks loma 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 dobili brojku od 9,46 bilijuna kilometara - toliko bi snopu svjetlosti trebalo da obiđe dužinu Zemljine orbite.