Avstand tilbakelagt med lys på 1 år. Hvor mange kilometer i et lysår, og er det lik jorden

Uansett hvilken livsstil vi fører, hva vi enn gjør, på en eller annen måte, bruker vi noen måleenheter hver dag. Vi ber om et glass vann, varmer opp vår egen frokost til en viss temperatur, anslår visuelt hvor mye vi trenger å gå til nærmeste postkontor, gjør en avtale for å møtes Viss tid og så videre. Alle disse handlingene krever

Ikke bare beregninger, men også en viss måling av ulike numeriske kategorier: avstand, mengde, vekt, tid og så videre. I vår Hverdagen vi bruker tall regelmessig. Og disse tallene har lenge vært vant til, som til en slags verktøy. Men hva skjer når vi kommer ut av hverdagens komfortsone og møter det uvanlige numeriske verdier? I denne artikkelen vi skal snakke om universets fantastiske skikkelser.

universelle åpne rom

Enda mer overraskende er situasjonen med romavstander. Vi er ganske klar over kilometerne til nabobyen og til og med fra Moskva til New York. Men det er vanskelig å forestille seg avstander visuelt når det kommer til skalaen til stjernehoper. Det er nå vi skal trenge det såkalte lysåret. Tross alt er avstandene selv mellom nabostjerner ekstremt store, og å måle dem i kilometer eller miles er rett og slett irrasjonelt. Og her er poenget ikke bare i vanskeligheten med å oppfatte de enorme resulterende tallene, men i antallet av deres nuller. Problemet blir å skrive tallet. For eksempel er avstanden fra Jorden til Mars i perioden med nærmeste tilnærming 55,7 millioner kilometer. En verdi med seks nuller. Men Mars er en av våre nærmeste romnaboer! Avstanden til nærmeste stjerne, bortsett fra Solen, vil være millioner av ganger større. Og så, hvis vi målte det i kilometer eller miles, ville astronomer måtte bruke timer av tiden sin på å bare registrere disse gigantiske mengdene. Lysåret løste dette problemet. Veien ut var ganske genial.

Hva er et lysår?

I stedet for å finne opp en ny måleenhet, som er summen av enheter av en mindre orden (som skjer med millimeter, centimeter, meter, kilometer), ble det besluttet å knytte avstand til tid. Faktisk er det faktum at tiden også er det fysisk felt, påvirke hendelser, mer

dessuten, sammenkoblet og konvertibel med verdensrommet, ble oppdaget av Albert Einstein og bevist gjennom hans relativitetsteori. Konstant hastighet ble lysets hastighet. Og passasjen av en lysstråle viss avstand per tidsenhet ga nye fysiske romlige størrelser: lett sekund, lysminutt, lysdag, lysmåned, lysår. For eksempel, i løpet av et sekund reiser en lysstråle (i romforhold - vakuum) en avstand på omtrent 300 tusen kilometer. Det er lett å beregne at ett lysår er lik omtrent 9,46 * 10 15 . Så avstanden fra jorden til den nærmeste kosmiske kroppen, månen, er litt mer enn ett lyssekund, til solen - omtrent åtte lysminutter. marginale kropper solsystemet Av moderne ideer går i bane i en avstand på ett lysår. Den nest nærmeste stjernen til oss, eller rettere sagt, et system av dobbeltstjerner, Alpha og Proxima Centauri, er så langt unna at selv lyset fra dem når teleskopene våre bare fire år etter starten. Og tross alt er dette fortsatt de himmellegemene som er nærmest oss. Lys fra den andre enden av Melkeveien bruker over hundre tusen år på å nå oss.

Dette er definisjonen som anbefales for bruk i populærvitenskapelig litteratur. I faglitteratur brukes parsecs og multipler av enheter (kilo- og megaparsecs) vanligvis for å uttrykke store avstander i stedet for et lysår.

Tidligere (til 1984) var et lysår den avstanden lyset reiste i ett tropisk år, referert til epoken 1900.0. Den nye definisjonen skiller seg fra den gamle med omtrent 0,002 %. Siden denne avstandsenheten ikke brukes til svært nøyaktige målinger, er det ingen praktisk forskjell mellom de gamle og nye definisjonene.

Numeriske verdier

Et lysår er:

• 9 460 730 472 580 800 meter (omtrent 9,5 petameter)

Relaterte enheter

Følgende enheter brukes ganske sjelden, vanligvis bare i populære publikasjoner:

• 1 lett sekund = 299 792,458 km (nøyaktig)
• 1 lysminutt ≈ 18 millioner km
• 1 lystime ≈ 1079 millioner km
• 1 lys dag ≈ 26 milliarder km
• 1 lys uke ≈ 181 milliarder km
• 1 lys måned ≈ 790 milliarder km

Avstand i lysår

Lysåret er praktisk for kvalitativ representasjon av avstandsskalaer i astronomi.

Skala	Verdi (st. år)	Beskrivelse
Sekunder	4 10 −8	Gjennomsnittlig avstand til månen er omtrent 380 000 km. Dette betyr at det tar omtrent 1,3 sekunder før en lysstråle som sendes ut fra jordoverflaten, når månens overflate.
minutter	1,6 10 −5	En astronomisk enhet tilsvarer omtrent 150 millioner kilometer. Dermed reiser lyset fra solen til jorden på omtrent 500 sekunder (8 minutter 20 sekunder).
Se	0,0006	Gjennomsnittlig avstand fra sola til Pluto er omtrent 5 lystimer.
	0,0016	Apparatseriene "Pioneer" og "Voyager", som flyr utenfor solsystemet, omtrent 30 år etter lanseringen, trakk seg tilbake i en avstand på rundt hundre astronomiske enheter fra solen, og deres responstid på forespørsler fra jorden er omtrent 14 timer.
År	1,6	Den indre kanten av den hypotetiske Oort-skyen ligger ved 50 000 AU. e. fra solen, og den ytre - 100 000 a. e. For å dekke avstanden fra Sola til ytterkanten av skyen, vil lyset ta omtrent halvannet år.
	2,0	Maksimal arealradius gravitasjonspåvirkning Sun ("Hill's Spheres") - omtrent 125 000 a. e.
	4,22	Den nærmeste stjernen til oss (solen ikke medregnet), Proxima Centauri, ligger i en avstand på 4,22 sv. årets .
Millennium	26 000	Sentrum av galaksen vår er omtrent 26 000 lysår fra solen.
	100 000	Diameteren på skiven til galaksen vår er 100 000 lysår.
Millioner av år	2,5 10 6	Den nærmeste spiralgalaksen M31, den berømte Andromeda-galaksen, er 2,5 millioner lysår unna.
	3,14 10 6	Triangulum Galaxy (M33) ligger 3,14 millioner lysår unna og er det fjerneste stasjonære objektet som er synlig for det blotte øye.
	5,9 10 7	Den nærmeste galaksehopen, Jomfruhopen, er 59 millioner lysår unna.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Gravitasjonsanomalien "Great Attractor" ligger i en avstand på 150-250 millioner lysår fra oss.
Milliarder av år	1,2 10 9	The Great Wall of Sloan er en av de største formasjonene i universet, dens dimensjoner er omtrent 350 Mpc. For lys å overvinne det fra ende til annen, vil det ta omtrent en milliard år.
	1,4 10 10	Størrelsen på et kausalt forbundet område av universet. Den beregnes ut fra universets alder og den maksimale informasjonsoverføringshastigheten - lysets hastighet.
4,57 10 10	Avstanden fra jorden til kanten av det observerbare universet i alle retninger; bevegelsesradiusen til det observerbare universet (innenfor rammen av den standard kosmologiske Lambda-CDM-modellen).

Galaktiske avstandsskalaer

• En astronomisk enhet med god nøyaktighet er lik 500 lyssekunder, det vil si at lys reiser fra solen til jorden på omtrent 500 sekunder.

se også

Lenker

1. Internasjonal organisasjon for standardisasjon. 9.2 Måleenheter

Notater

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se hva "lysår" er i andre ordbøker:

Lengdeenhet utenfor systemet brukt i astronomi; 1 S. g. lik avstanden, krysset av lys i 1 år. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fysisk encyklopedisk ordbok. M.: Sovjetisk leksikon. Ansvarlig redaktør A. M. Prokhorov ... ... Fysisk leksikon

LIGHTYEAR, en enhet for astronomisk avstand, lik avstanden som lyset beveger seg i åpen plass eller i VAKUUM for en tropisk år. Ett lysår er lik 9,46071012 km... Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok

LIGHTYEAR, en lengdeenhet som brukes i astronomi: banen som ble reist av lys på 1 år, dvs. 9.466?1012 km. Avstanden til nærmeste stjerne (Proxima Centauri) er omtrent 4,3 lysår. De fjerneste stjernene i galaksen befinner seg på ... ... Moderne leksikon

Enhet for interstellare avstander; banen som lyset reiser i løpet av et år, dvs. 9,46 × 1012 km ... Stor encyklopedisk ordbok

Lysår- LIGHTYEAR, en lengdeenhet som brukes i astronomi: banen som ble reist av lys på 1 år, dvs. 9.466´1012 km. Avstanden til nærmeste stjerne (Proxima Centauri) er omtrent 4,3 lysår. De fjerneste stjernene i galaksen befinner seg på ... ... Illustrert encyklopedisk ordbok

En ikke-systemisk lengdeenhet brukt i astronomi. 1 lysår er avstanden lyset reiser på 1 år. 1 lysår er lik 9,4605E+12 km = 0,307 pc... Astronomisk ordbok

Enhet for interstellare avstander; banen som lyset går i løpet av et år, det vil si 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, en enhet av interstellare avstander; banen som lyset reiser i løpet av et år, dvs. 9,46x1012 km ... encyklopedisk ordbok

Lysår- en avstandsenhet lik banen som lyset har gått i løpet av ett år. Et lysår er 0,3 parsek... Begreper moderne naturvitenskap. Ordliste med grunnleggende termer

Sikkert, etter å ha hørt i en fantastisk actionfilm uttrykket a la "20 til Tatooine lysår”, stilte mange legitime spørsmål. Jeg vil nevne noen av dem:

Er ikke et år en tid?

Hva er så lysår?

Hvor mange kilometer har den?

Hvor lang tid vil det ta lysår romskip Med Jord?

Jeg bestemte meg for å dedikere dagens artikkel til å forklare betydningen av denne måleenheten, sammenligne den med våre vanlige kilometer og demonstrere skalaene som Univers.

Virtual Racer.

Tenk deg at en person, i strid med alle reglene, skynder seg langs motorveien med en hastighet på 250 km / t. Om to timer skal han overvinne 500 km, og på fire - så mange som 1000. Med mindre han selvfølgelig krasjer i prosessen ...

Det ser ut til at dette er hastigheten! Men for å gå rundt det hele Jord(≈ 40 000 km), vil rytteren vår trenge 40 ganger mer tid. Og dette er allerede 4 x 40 = 160 timer. Eller nesten en hel uke med sammenhengende kjøring!

Til slutt vil vi imidlertid ikke si at han tilbakela 40 000 000 meter. Siden latskap alltid har tvunget oss til å finne opp og bruke kortere alternative måleenheter.

Grense.

Fra skolekurs fysikk alle burde vite at den raskeste rytteren i Univers- lys. På ett sekund dekker strålen en avstand på omtrent 300 000 km, og kloden vil dermed gå rundt på 0,134 sekunder. Det er 4 298 507 ganger raskere enn vår virtuelle racer!

Fra Jord før Måne lys når i gjennomsnitt på 1,25 s, opp til sol strålen vil rushe på litt mer enn 8 minutter.

Kolossalt, ikke sant? Men eksistensen av hastigheter større enn lysets hastighet er ennå ikke bevist. Derfor akademia bestemte at det ville være logisk å måle kosmiske skalaer i enheter som en radiobølge beveger seg over bestemte tidsintervaller (som spesielt lys er).

Avstander.

Dermed, lysår- ikke noe mer enn avstanden som en lysstråle overvinner på ett år. På interstellare skalaer gir det ikke mye mening å bruke avstandsenheter mindre enn dette. Og likevel er de det. Her er deres omtrentlige verdier:

1 lett sekund ≈ 300 000 km;

1 lett minutt ≈ 18 000 000 km;

1 lystime ≈ 1 080 000 000 km;

1 lys dag ≈ 26 000 000 000 km;

1 lett uke ≈ 181 000 000 000 km;

1 lett måned ≈ 790 000 000 000 km.

Og nå, slik at du forstår hvor tallene kommer fra, la oss beregne hva en er lik lysår.

Det er 365 dager i et år, 24 timer i døgnet, 60 minutter i timen og 60 sekunder i minuttet. Dermed består et år av 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 sekunder. Lys reiser 300 000 km på ett sekund. Følgelig vil strålen om et år dekke en avstand på 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.

Dette tallet lyder slik: NI TRILLIONER, FIRE HUNDRE SEKTI MILLIONER OG ÅTTE HUNDRE MILLIONER kilometer.

Selvfølgelig, den nøyaktige verdien lysår litt annerledes enn det vi beregnet. Men når man skal beskrive avstandene til stjerner i populærvitenskapelige artikler høyeste presisjon i prinsippet er det ikke nødvendig, og hundre eller to millioner kilometer vil ikke spille noen spesiell rolle her.

La oss nå fortsette tankeeksperimentene våre...

Vekter.

La oss anta moderne romskip blader solsystemet fra den tredje romfart(≈ 16,7 km/s). Først lysår han vil seire om 18 000 år!

4,36 lysår til vårt nærmeste stjernesystem ( Alpha Centauri, se bildet i begynnelsen) den vil overvinne om omtrent 78 tusen år!

Vår galakse Melkeveien , med en diameter på omtrent 100 000 lysår, vil den krysse om 1 milliard 780 millioner år.

På en eller annen måte, i vårt daglige liv måler vi avstander: til nærmeste supermarked, til huset til slektninger i en annen by, til og så videre. Men når det kommer til de store verdensrommet, viser det seg at bruken av kjente verdier som kilometer er ekstremt irrasjonell. Og poenget her er ikke bare vanskeligheten med å oppfatte de resulterende gigantiske verdiene, men antallet sifre i dem. Selv å skrive så mange nuller vil bli et problem. For eksempel, fra Mars til Jorden, mest kortdistanse– 55,7 millioner kilometer. Seks nuller! Men den røde planeten er en av våre nærmeste naboer på himmelen. Hvordan bruke de tungvinte tallene som vil bli oppnådd når man beregner avstanden selv til de nærmeste stjernene? Og akkurat nå trenger vi en slik verdi som et lysår. Hvor mye koster han? La oss nå finne ut av det.

Begrepet lysår er også nært knyttet til relativistisk fysikk, der nær forbindelse og den gjensidige avhengigheten av rom og tid ble etablert på begynnelsen av det 20. århundre, da postulatene til newtonsk mekanikk kollapset. Før denne avstandsverdien, jo større enheter i systemet

ble dannet ganske enkelt: hver påfølgende var et sett med enheter av en mindre orden (centimeter, meter, kilometer og så videre). Når det gjelder et lysår, var avstanden bundet til tid. moderne vitenskap Vi vet at lysets hastighet i vakuum er konstant. Dessuten er hun det topphastighet i naturen, tillatt i moderne relativistisk fysikk. Det var disse ideene som dannet grunnlaget for den nye betydningen. Et lysår er lik avstanden som en lysstråle reiser i ett jordkalenderår. I kilometer er dette omtrent 9,46 * 10 15 kilometer. Interessant nok, til nærmeste måne, reiser et foton avstanden på 1,3 sekunder. Til solen - omtrent åtte minutter. Men til de nærmeste stjernene, Alpha, og allerede rundt fire lysår.

Bare en fantastisk avstand. Det er et enda større rommål i astrofysikk. Et lysår er omtrent en tredjedel av en parsec, en enda større måleenhet for interstellare avstander.

Lysets forplantningshastighet under forskjellige forhold

Det er forresten også en slik funksjon at fotoner kan forplante seg med ulik hastighet i ulike miljøer. Vi vet allerede hvor fort de flyr i et vakuum. Og når de sier at et lysår er lik avstanden som lyset har tilbakelagt i løpet av et år, mener de nettopp det tomme verdensrommet. Det er imidlertid interessant å merke seg at under andre forhold kan lyshastigheten være mindre. For eksempel i luftmiljø fotoner spres med noen få lavere hastighet enn i et vakuum. Med hvilken - avhenger av atmosfærens spesifikke tilstand. I et gassfylt medium vil således et lysår være noe mindre. Den vil imidlertid ikke avvike vesentlig fra den aksepterte.

Vet du hvorfor astronomer ikke bruker lysåret til å beregne avstander til fjerne objekter i verdensrommet?

Et lysår er en ikke-systemisk enhet for måling av avstander i verdensrommet. Det er allestedsnærværende i populære bøker og lærebøker om astronomi. I profesjonell astrofysikk brukes imidlertid denne figuren ekstremt sjelden og ofte for å bestemme avstander til objekter i nærheten i rommet. Grunnen til dette er enkel: Hvis du bestemmer avstanden i lysår til fjerne objekter i universet, vil tallet være så stort at det vil være upraktisk og upraktisk å bruke det til fysiske og matematiske beregninger. Derfor, i stedet for et lysår, bruker profesjonell astronomi en slik måleenhet som , som er mye mer praktisk å betjene når du utfører komplekse matematiske beregninger.

Definisjon av begrepet

Vi kan finne definisjonen av begrepet "lysår" i enhver astronomilærebok. Et lysår er avstanden som en lysstråle reiser i ett jordår. En slik definisjon kan tilfredsstille amatøren, men kosmologen vil finne den ufullstendig. Han vil legge merke til at et lysår ikke bare er avstanden som lyset reiser i løpet av et år, men avstanden som en lysstråle tar 365,25 jordiske dager beveger seg i et vakuum, upåvirket av magnetiske felt.

Et lysår er 9,46 billioner kilometer. Dette er avstanden en lysstråle reiser i løpet av et år. Men hvordan oppnådde astronomer dette? eksakt definisjon strålebane? Vi vil snakke om dette nedenfor.

Hvordan bestemmes lysets hastighet?

I gamle tider ble det antatt at lys forplanter seg i universet umiddelbart. Fra det syttende århundre begynte imidlertid forskere å tvile på dette. Galileo var den første som tvilte på den foreslåtte uttalelsen ovenfor. Det var han som prøvde å bestemme tiden som en lysstråle reiser en avstand på 8 km. Men på grunn av det faktum at en slik avstand var ubetydelig for en slik verdi som lysets hastighet, endte eksperimentet i fiasko.

Det første store skiftet i denne utgaven var observasjonen av den berømte danske astronomen Olaf Römer. I 1676 la han merke til forskjellen i tidspunktet for en formørkelse avhengig av tilnærmingen og fjerningen av jorden til dem i det ytre rom. Denne observasjonen Roemer har lykkes i forbindelse med det faktum at jo lenger jorden beveger seg bort fra, desto lengre tid tar det for lyset som reflekteres fra dem å reise avstanden til planeten vår.

essens denne faktaen Roemer fanget nøyaktig, men han lyktes ikke med å beregne den pålitelige verdien av lyshastigheten. Beregningene hans var feil, fordi han på det syttende århundre ikke kunne ha nøyaktige data om avstanden fra jorden til andre planeter i solsystemet. Disse dataene ble bestemt noe senere.

Ytterligere fremskritt innen forskning og bestemmelse av lysåret

I 1728 var den engelske astronomen James Bradley, som oppdaget effekten av stjerneavvik, den første som beregnet den omtrentlige lyshastigheten. Han bestemte verdien til 301 tusen km / s. Men denne verdien var unøyaktig. Mer avanserte metoder for å beregne lyshastigheten er produsert uansett romkropper- på bakken.

Observasjoner av lysets hastighet i vakuum ved hjelp av et roterende hjul og et speil ble gjort av henholdsvis A. Fizeau og L. Foucault. Med deres hjelp klarte fysikere å komme nærmere den virkelige verdien av denne mengden.

Nøyaktig lyshastighet

Forskere klarte å bestemme den nøyaktige lyshastigheten først i forrige århundre. Basert på Maxwells teori om elektromagnetisme, ved hjelp av moderne laserteknologi og beregninger, korrigert for brytningsindeksen til strålestrømmen i luften, var forskere i stand til å beregne den nøyaktige verdien av lyshastigheten 299 792.458 km / s. Denne verdien brukes fortsatt av astronomer. Videre, å bestemme lyset dag, måned og år var allerede et spørsmål om teknologi. Ved enkle beregninger fikk forskerne tallet 9,46 billioner kilometer – det er hvor lang tid det ville ta for en lysstråle å fly rundt i jordas bane.