1 วันแสงเท่ากับ ปีโลก

ระยะทางของจักรวาลนั้นยากต่อการวัดในหน่วยเมตรและกิโลเมตรธรรมดา ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงใช้หน่วยทางกายภาพอื่นๆ ในการทำงาน หนึ่งในนั้นเรียกว่าปีแสง


แฟนไซไฟหลายคนคุ้นเคยกับแนวคิดนี้ เนื่องจากมักปรากฏในภาพยนตร์และหนังสือ แต่ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าปีแสงมีค่าเท่ากับอะไร และบางคนถึงกับคิดว่ามันคล้ายกับการคำนวณเวลาประจำปีตามปกติ

ปีแสงคืออะไร?

อันที่จริง ปีแสงไม่ใช่หน่วยของเวลาอย่างที่ใครๆ คาดคิดไว้ แต่เป็นหน่วยความยาวที่ใช้ในดาราศาสตร์ เป็นที่เข้าใจกันว่าระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี

มักใช้ในตำราดาราศาสตร์หรือนิยายวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเพื่อกำหนดความยาวภายในระบบสุริยะ สำหรับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นหรือการวัดระยะทางในจักรวาล จะใช้หน่วยอื่นเป็นฐาน - .

การปรากฏตัวของปีแสงในทางดาราศาสตร์นั้นสัมพันธ์กับการพัฒนาวิทยาศาสตร์ของดาวฤกษ์และความจำเป็นในการใช้พารามิเตอร์ที่เทียบได้กับขนาดของอวกาศ แนวคิดนี้ถูกนำมาใช้เมื่อไม่กี่ปีหลังจากการวัดระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาว 61 Cygni สำเร็จครั้งแรกในปี 1838


ในขั้นต้น ปีแสงเรียกว่าระยะทางที่แสงเดินทางในปีเขตร้อนหนึ่งปี นั่นคือ ช่วงเวลาหนึ่งเท่ากับวัฏจักรที่สมบูรณ์ของฤดูกาล อย่างไรก็ตามตั้งแต่ปี 1984 ปีจูเลียน (365.25 วัน) ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานซึ่งเป็นผลมาจากการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ความเร็วแสงถูกกำหนดอย่างไร?

ในการคำนวณปีแสง นักวิจัยต้องกำหนดความเร็วของแสงก่อน กาลครั้งหนึ่ง นักดาราศาสตร์เชื่อว่าการแพร่กระจายของรังสีในอวกาศเกิดขึ้นทันที แต่ในศตวรรษที่ 17 ข้อสรุปดังกล่าวเริ่มถูกตั้งคำถาม

ความพยายามครั้งแรกในการคำนวณเกิดขึ้นโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี ซึ่งตัดสินใจคำนวณเวลาที่แสงเดินทาง 8 กม. การวิจัยของเขาไม่ประสบความสำเร็จ James Bradley สามารถคำนวณค่าโดยประมาณในปี 1728 ซึ่งกำหนดค่าของความเร็วที่ 301,000 km / s

แสงมีความเร็วเท่าไหร่?

แม้ว่าที่จริงแล้วแบรดลีย์จะทำการคำนวณที่ค่อนข้างแม่นยำ แต่ในศตวรรษที่ 20 เท่านั้นที่พวกเขาสามารถกำหนดความเร็วที่แน่นอนได้โดยใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่ทันสมัย อุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบทำให้สามารถปรับการคำนวณสำหรับดัชนีการหักเหของแสงของรังสีได้ ซึ่งส่งผลให้ค่านี้เป็น 299,792.458 กิโลเมตรต่อวินาที


นักดาราศาสตร์ดำเนินการกับตัวเลขเหล่านี้มาจนถึงทุกวันนี้ ในอนาคต การคำนวณอย่างง่ายจะช่วยกำหนดเวลาที่รังสีจะต้องบินรอบวงโคจรของโลกได้อย่างแม่นยำโดยไม่ได้รับผลกระทบจากสนามโน้มถ่วง

แม้ว่าความเร็วของแสงจะเทียบไม่ได้กับระยะทางบนโลก แต่การใช้งานในการคำนวณนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าผู้คนคุ้นเคยกับการคิดในประเภท "ทางโลก"

ปีแสงคืออะไร?

หากเราพิจารณาว่าวินาทีแสงมีค่าเท่ากับ 299,792,458 เมตร จะคำนวณได้ง่ายว่าแสงเดินทาง 17,987,547,480 เมตรในหนึ่งนาที ตามกฎแล้ว นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ใช้ข้อมูลเหล่านี้เพื่อวัดระยะทางภายในระบบดาวเคราะห์

ในการศึกษาเทห์ฟากฟ้าตามมาตราส่วนของจักรวาล จะสะดวกกว่ามากถ้าใช้ปีแสงเป็นพื้นฐาน ซึ่งเท่ากับ 9.460 ล้านล้านกิโลเมตรหรือ 0.306 พาร์เซก การสังเกตร่างกายของจักรวาลเป็นกรณีเดียวเมื่อบุคคลสามารถมองเห็นอดีตด้วยตาของตนเอง

ต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่แสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลบางดวงจะส่องมายังโลก ด้วยเหตุผลนี้ เมื่อสังเกตวัตถุในอวกาศ คุณจะไม่เห็นว่าวัตถุเหล่านั้นเป็นอย่างที่เป็นอยู่ในขณะนี้ แต่เหมือนที่มันเป็นในขณะที่ปล่อยแสง

ตัวอย่างระยะทางในปีแสง

ด้วยความสามารถในการคำนวณความเร็วของรังสี นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณระยะทางในปีแสงไปยังวัตถุท้องฟ้าจำนวนมากได้ ดังนั้น ระยะทางจากโลกของเราไปยังดวงจันทร์คือ 1.3 วินาทีแสง ถึงพร็อกซิมาเซ็นทอรี - 4.2 ปีแสง ไปยังเนบิวลาแอนโดรเมดา - 2.5 ล้านปีแสง


ระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับศูนย์กลางของดาราจักรของเราอยู่ที่ประมาณ 26,000 ปีแสง และระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวพลูโต - 5 ชั่วโมงแสง

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งในชีวิตประจำวันของเราวัดระยะทาง: ไปยังซูเปอร์มาร์เก็ตที่ใกล้ที่สุดไปยังบ้านของญาติในเมืองอื่นและอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงพื้นที่อันกว้างใหญ่ ปรากฎว่าการใช้ค่าที่คุ้นเคยเช่นกิโลเมตรนั้นไม่สมเหตุสมผลอย่างยิ่ง และประเด็นตรงนี้ไม่ใช่แค่ความยากในการรับรู้ค่าขนาดมหึมาที่เกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจำนวนหลักในนั้นด้วย แม้แต่การเขียนเลขศูนย์จำนวนมากก็จะกลายเป็นปัญหา ตัวอย่างเช่น ระยะทางที่สั้นที่สุดจากดาวอังคารถึงโลกคือ 55.7 ล้านกิโลเมตร หกศูนย์! แต่ดาวเคราะห์สีแดงเป็นหนึ่งในเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราบนท้องฟ้า จะใช้ตัวเลขที่ยุ่งยากที่จะได้รับเมื่อคำนวณระยะทางแม้แต่กับดาวที่ใกล้ที่สุดได้อย่างไร? และตอนนี้เราต้องการค่าเช่นปีแสง เขาเป็นเท่าไหร่? ตอนนี้ขอคิดออก

แนวความคิดของปีแสงยังสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับฟิสิกส์เชิงสัมพัทธภาพซึ่งมีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดและการพึ่งพาอาศัยกันของพื้นที่และเวลาเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อสมมุติฐานของกลศาสตร์ของนิวตันพังทลายลง ก่อนค่าระยะทางนี้ หน่วยที่ใหญ่กว่าในระบบ

ถูกสร้างขึ้นค่อนข้างง่าย: แต่ละอันต่อมาคือชุดของหน่วยที่มีขนาดเล็กกว่า (เซนติเมตร เมตร กิโลเมตร เป็นต้น) ในกรณีของปีแสง ระยะทางจะถูกผูกไว้กับเวลา วิทยาศาสตร์สมัยใหม่รู้ดีว่าความเร็วของแสงในสุญญากาศนั้นคงที่ นอกจากนี้ยังเป็นความเร็วสูงสุดในธรรมชาติที่อนุญาตในฟิสิกส์สัมพัทธภาพสมัยใหม่ ความคิดเหล่านี้เป็นรากฐานของความหมายใหม่ ปีแสงเท่ากับระยะทางที่รังสีแสงเดินทางในปีปฏิทินโลกหนึ่งปี ในกิโลเมตร นี่คือประมาณ 9.46 * 10 15 กิโลเมตร ที่น่าสนใจคือโฟตอนเดินทางเป็นระยะทาง 1.3 วินาทีไปยังดวงจันทร์ที่ใกล้ที่สุด สู่ดวงอาทิตย์ - ประมาณแปดนาที แต่สำหรับดาวดวงถัดไปที่ใกล้ที่สุดคืออัลฟ่าและประมาณสี่ปีแสงแล้ว

เพียงระยะทางที่ยอดเยี่ยม มีการวัดพื้นที่ในดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ใหญ่กว่า ปีแสงมีค่าประมาณหนึ่งในสามของพาร์เซก ซึ่งเป็นหน่วยวัดที่ใหญ่กว่าสำหรับระยะทางระหว่างดวงดาว

ความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในสภาวะต่างๆ

นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติดังกล่าวที่โฟตอนสามารถแพร่กระจายด้วยความเร็วที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เรารู้แล้วว่าพวกมันบินได้เร็วแค่ไหนในสุญญากาศ และเมื่อพวกเขากล่าวว่าปีแสงเท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี พวกเขาหมายถึงพื้นที่รอบนอกที่ว่างเปล่าอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตว่าภายใต้เงื่อนไขอื่นๆ ความเร็วของแสงอาจน้อยกว่านี้ ตัวอย่างเช่น ในอากาศ โฟตอนกระจายด้วยความเร็วต่ำกว่าในสุญญากาศเล็กน้อย อันไหนขึ้นอยู่กับสภาวะเฉพาะของบรรยากาศ ดังนั้น ในตัวกลางที่เติมแก๊ส ปีแสงจะน้อยกว่าเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม มันจะไม่แตกต่างไปจากที่ยอมรับมากนัก

ปีแสงคือระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี. สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลให้คำอธิบายสำหรับปีแสง - นี่คือระยะทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในปีจูเลียนโดยปราศจากแรงโน้มถ่วง ปีจูเลียนเท่ากับ 365 วัน เป็นการตีความที่ใช้ในวรรณคดีทางวิทยาศาสตร์

หากเราใช้วรรณกรรมมืออาชีพ ระยะทางจะคำนวณเป็นพาร์เซก หรือกิโล และเมกะพาร์เซก

มีตัวเลขเฉพาะที่กำหนดระยะทางของชั่วโมง นาที วัน ฯลฯ แสง

• ปีแสง 9,460,800,000,000 กม.,
• เดือน- 788 333 ล้านกม.
• สัปดาห์- 197,083 ล้านกม.
• วัน- 26,277 ล้านกม.
• ชั่วโมง- 1,094 ล้านกม.
• นาที- ประมาณ 18 ล้านกม.
• ที่สอง- ประมาณ 300,000 กม.

มันน่าสนใจ! จากโลกสู่ดวงจันทร์ แสงถึงเฉลี่ย 1.25 วินาที ในขณะที่ลำแสงของมันไปถึงดวงอาทิตย์ในเวลามากกว่า 8 นาทีเล็กน้อย

ดาวบีเทลจุสในกลุ่มดาวนายพรานควรจะระเบิดในอนาคตอันใกล้ (อันที่จริง - ภายในไม่กี่ศตวรรษ)

Betelgeuse ตั้งอยู่ห่างจากเรา 495 ถึง 640 ปีแสง
ถ้ามันระเบิดตอนนี้ ชาวโลกจะเห็นการระเบิดนี้ใน 500-600 ปีเท่านั้น

และถ้าคุณเห็นการระเบิดในวันนี้ จำไว้ว่าอันที่จริงการระเบิดนั้นเกิดขึ้นในช่วงเวลาของ Ivan the Terrible ...

ปีโลก

ปีโลกคือระยะทางที่โลกเดินทางในหนึ่งปี หากเราคำนึงถึงการคำนวณทั้งหมด หนึ่งปีแสงจะเท่ากับ 63242 ปีโลก ตัวเลขนี้หมายถึงดาวเคราะห์โลกโดยเฉพาะสำหรับคนอื่น ๆ เช่นดาวอังคารหรือดาวพฤหัสบดีพวกเขาจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ปีแสง วัดระยะทางจากเทห์ฟากฟ้าหนึ่งไปยังอีกฟากหนึ่ง ตัวเลขสำหรับปีแสงและปีโลกต่างกันมาก แม้ว่าจะหมายถึงระยะทางก็ตาม

ตาชั่ง

วีดีโอ

แหล่งที่มา

คำตอบด่วน: ไม่เลย

บ่อยครั้งที่เราถูกถามคำถามที่น่าสนใจมาก คำตอบที่ไม่ได้มาตรฐานมาก

หนึ่งในคำถามเหล่านี้ที่คุณเห็นในชื่อ และจริง ๆ แล้วโลกมีกี่ปีในหนึ่งปีแสง? คุณอาจผิดหวัง แต่ไม่มีคำตอบที่แท้จริง

ความจริงก็คือ ปีแสงไม่ใช่ตัววัดเวลา แต่เป็นตัววัดระยะทาง เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น ปีแสงคือระยะทางในสุญญากาศที่ไม่มีสนามแรงโน้มถ่วง หนึ่งผลของปีจูเลียน (เทียบเท่า 365.25 วันมาตรฐานต่อ 86,400 SI วินาทีหรือ 31,557,600 วินาที) โดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล

ในการทำเช่นนี้เราใช้ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที (ซึ่งเป็นความเร็วของแสงพอดี) และคูณด้วย 31.56 ล้านวินาที (หลายวินาทีต่อปี) และเราได้รับจำนวนมาก - 94608000000 กม. (หรือ 9.46 ล้านกิโลเมตร) ตัวเลขมหัศจรรย์นี้หมายถึงระยะทางเท่ากับปีแสง

• 1 เดือนแสง ~ 788,333,000,000 กม.

• 1 สัปดาห์ง่ายๆ ~ 197,083,000 km

• 1 วันแสง ~ 26,277 ล้านกม.

• 1 ชั่วโมงแสง ~ 1,094 ล้านกม.

• 1 นาทีแสง ~ ประมาณ 18 ล้านกม.

• 1 วินาทีแสง ~ 300,000 km

หากต้องการทราบจำนวนกิโลเมตรในปีแสง คุณต้องใช้เครื่องคำนวณเว็บอย่างง่าย

ในช่องด้านซ้าย ให้ป้อนจำนวนปีแสงที่คุณต้องการแปลง ในฟิลด์ทางด้านขวา คุณจะเห็นผลลัพธ์ของการคำนวณ เพียงคลิกที่ลิงค์เพื่อแปลงปีแสงหรือไมล์เป็นหน่วยอื่นๆ

อะไรคือ "ฤดูร้อนที่สดใส"

ปีแสงของระบบทางเดียว (St., ly) เท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในหนึ่งปีกรกฏาคม (365.25 วัน)

คำนี้ใช้เป็นหลักในวิทยาศาสตร์และนิยาย และในสภาพแวดล้อมที่เป็นมืออาชีพ คำว่า "พาร์เซก" ถูกนำมาใช้กับคำนำหน้า "กิโล" และ "เมกะ"

ไม่ใช่ก่อนปี 1984 ตามปีที่สดใสเพื่อให้เข้าใจระยะทางที่แสงเดินทางในปีเขตร้อนตอนนี้ค่าเปลี่ยนไป 0.002% และค่าจริงของความแตกต่างนี้เพราะไม่ได้ทำการวัดที่แม่นยำมากในปีแสง . ความเร็วแสงประมาณ 300,000

กม. ต่อวินาที และปีที่ส่องสว่างประมาณ 10 ล้านล้านกิโลเมตร (9460.8800 ล้านกม.) ตัวอย่างเช่นสำหรับระยะทางที่ซิเรียสมี 8 ปีแสงจากระยะใกล้ที่สุดกับดาว Proxima Centauri - 4.22 ปีแสงและเส้นผ่านศูนย์กลางของถนนโรมัน - กาแล็กซี่ของเราซึ่งเท่ากับ 100,000 ปีแสง

"กิโลเมตร" คืออะไร

km km (km, km) เป็นหน่วยพหูพจน์ของระยะทางอ้างอิง และใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก

หนึ่งกิโลเมตร 1000 เมตร 0.621 ไมล์ 0.9374 ไมล์ 1094 หลา 3281 เมตร 1.057 x 10 - 13 ปีแสง 6.67 x 10 - 9 หน่วยดาราศาสตร์

ปีง่าย ๆ

หลายร้อยปีมาแล้วที่ผู้คนได้ประดิษฐ์ดาวเคราะห์ของตัวเองขึ้นเพื่อประดิษฐ์ระบบตรวจจับระยะไกลมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงตัดสินใจพิจารณาหน่วยสากลที่มีความยาวหนึ่งเมตรและเส้นทางการวัดยาวเป็นกิโลเมตร

แต่ในศตวรรษที่ยี่สิบถัดมา สิ่งนี้ได้สร้างปัญหาใหม่ให้กับมนุษยชาติ ผู้คนเริ่มศึกษาจักรวาลอย่างถี่ถ้วน - และปรากฎว่าขนาดของจักรวาลนั้นใหญ่มากจนหลายไมล์ไม่เหมาะสมที่นี่

ในหน่วยทั่วไป คุณสามารถแสดงระยะทางจากโลกไปยังดวงจันทร์หรือจากโลกไปยังดาวอังคาร แต่ถ้าคุณกำลังพยายามหาว่าดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างจากโลกของเราแค่ไหน ตัวเลขจะ "เพิ่มขึ้น" ด้วยจำนวนอักขระต่อจุดทศนิยมที่มองไม่เห็น

1 ปีแสง คืออะไร?

เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องมีหน่วยสำรวจอวกาศชุดใหม่ และเป็นปีที่สดใส

ในหนึ่งวินาที แสงเดินทางได้ 300,000 กิโลเมตร ปีง่าย ๆ — นี่คือระยะทางที่แสงเดินทางได้หนึ่งปีพอดี และเมื่อแปลเป็นระบบตัวเลขที่คุ้นเคยมากขึ้น ระยะทางนี้คือ 9,460,730,472,580.8 กิโลเมตรเป็นที่ชัดเจนว่าการใช้ "เที่ยวบินแบบง่าย" ที่กระชับนั้นสะดวกกว่าการใช้ตัวเลขจำนวนมากในการคำนวณ

ในบรรดาดวงดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุด Proxima Centauri - มันถูกลบออกเพียง "4.2 ปีแสง" แน่นอน ตามข้อมูลกิโลเมตร มีจำนวนที่คิดไม่ถึง อย่างไรก็ตาม ทุกอย่างสัมพันธ์กัน เนื่องจากดาราจักรแอนโดรเมดาที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างจากถนนโรมันถึง 2.5 ล้านปีแสง ดวงดาวและความจริงจึงเริ่มดูเหมือนเพื่อนบ้านที่ใกล้ชิดกันมาก

อย่างไรก็ตาม การใช้ปีแสงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ามุมใดของอวกาศที่เหมาะสมที่จะพบชีวิตที่ชาญฉลาด และที่ใดที่ไร้ประโยชน์โดยสิ้นเชิงในการส่งสัญญาณวิทยุ

ท้ายที่สุดแล้ว ความเร็วของสัญญาณวิทยุก็ใกล้เคียงกับความเร็วของแสง ดังนั้นคำทักทายที่ส่งไปยังดาราจักรที่อยู่ห่างไกลจะไปถึงจุดหมายปลายทางในระยะเวลาหลายล้านปี มันสมเหตุสมผลแล้วที่จะคาดหวังการตอบสนองจาก "เพื่อนบ้าน" ที่อยู่ใกล้เคียง - วัตถุที่สัญญาณตอบสนองตามสมมุติฐานจะไปถึงอุปกรณ์ภาคพื้นดินแม้ในช่วงชีวิตของบุคคล

1 ปีแสง - กี่ปีโลก?

มีความเข้าใจผิดกันโดยทั่วไปว่าปีแสงเป็นหน่วยของเวลา

จริงๆแล้วมันไม่ใช่ คำนี้ไม่เกี่ยวอะไรกับปีโลก ไม่ได้หมายถึงปีเหล่านั้น และหมายถึงระยะทางที่แสงเดินทางในปีโลกเท่านั้น

คุณรู้หรือไม่ว่าทำไมนักดาราศาสตร์ไม่ใช้ปีแสงในการคำนวณระยะทางไปยังวัตถุที่อยู่ห่างไกลในอวกาศ

ปีแสงเป็นหน่วยที่ไม่เป็นระบบสำหรับการวัดระยะทางในอวกาศ มีอยู่ทั่วไปในหนังสือและตำราดาราศาสตร์ยอดนิยม อย่างไรก็ตาม ในวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ระดับมืออาชีพ ตัวเลขนี้ใช้น้อยมากและบ่อยครั้งมากในการกำหนดระยะทางไปยังวัตถุใกล้เคียงในอวกาศ เหตุผลนั้นง่ายมาก: หากคุณกำหนดระยะทางในปีแสงกับวัตถุที่อยู่ห่างไกลในจักรวาล ตัวเลขจะมีขนาดใหญ่มากจนใช้งานไม่ได้และไม่สะดวกที่จะใช้สำหรับการคำนวณทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ ดังนั้นแทนที่จะเป็นปีแสง ดาราศาสตร์มืออาชีพจึงใช้หน่วยการวัดเช่น ซึ่งสะดวกกว่ามากในการดำเนินการเมื่อทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน

คำจำกัดความของคำว่า

เราสามารถหาคำจำกัดความของคำว่า "ปีแสง" ได้ในตำราดาราศาสตร์ทุกเล่ม ปีแสงคือระยะทางที่รังสีแสงเดินทางในหนึ่งปีโลก คำจำกัดความดังกล่าวอาจตอบสนองมือสมัครเล่น แต่นักจักรวาลวิทยาจะพบว่ามันไม่สมบูรณ์ เขาจะสังเกตเห็นว่าปีแสงไม่ได้เป็นเพียงระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปีเท่านั้น แต่ระยะทางที่ลำแสงเดินทางใน 365.25 วันโลกในสุญญากาศโดยไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก

ปีแสงเท่ากับ 9.46 ล้านล้านกิโลเมตร นี่คือระยะทางที่แสงเดินทางในหนึ่งปี แต่นักดาราศาสตร์บรรลุการกำหนดเส้นทางรังสีอย่างแม่นยำได้อย่างไร? เราจะพูดถึงเรื่องนี้ด้านล่าง

ความเร็วแสงถูกกำหนดอย่างไร?

ในสมัยโบราณเชื่อกันว่าแสงแพร่กระจายในจักรวาลทันที อย่างไรก็ตาม เมื่อต้นศตวรรษที่สิบเจ็ด นักวิชาการเริ่มสงสัยในเรื่องนี้ กาลิเลโอเป็นคนแรกที่สงสัยคำกล่าวที่เสนอข้างต้น เขาเป็นคนที่พยายามกำหนดเวลาในระหว่างที่รังสีของแสงเดินทางเป็นระยะทาง 8 กม. แต่เนื่องจากระยะทางดังกล่าวไม่มีนัยสำคัญสำหรับค่าเช่นความเร็วแสง การทดลองจึงจบลงด้วยความล้มเหลว

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ครั้งแรกในประเด็นนี้คือข้อสังเกตของ Olaf Römer นักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์กที่มีชื่อเสียง ในปี ค.ศ. 1676 เขาสังเกตเห็นความแตกต่างของช่วงเวลาของสุริยุปราคาขึ้นอยู่กับการเข้าใกล้และการกำจัดโลกไปยังพวกมันในอวกาศ Roemer เชื่อมโยงการสังเกตนี้สำเร็จด้วยความจริงที่ว่ายิ่งโลกเคลื่อนตัวออกห่างจากโลกมากเท่าใด แสงที่สะท้อนจากพวกมันก็จะยิ่งใช้เวลาเดินทางไกลไปยังโลกของเรามากขึ้นเท่านั้น

Roemer จับใจความของข้อเท็จจริงนี้ได้อย่างแม่นยำ แต่เขาไม่ประสบความสำเร็จในการคำนวณค่าความเร็วแสงที่เชื่อถือได้ การคำนวณของเขาผิดพลาดเพราะในศตวรรษที่สิบเจ็ดเขาไม่สามารถมีข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับระยะทางจากโลกไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะได้ ข้อมูลเหล่านี้ถูกกำหนดในภายหลัง

ความก้าวหน้าต่อไปในการวิจัยและการกำหนดปีแสง

ในปี ค.ศ. 1728 นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ เจมส์ แบรดลีย์ ผู้ค้นพบผลกระทบของความเบี่ยงเบนของดาว เป็นคนแรกที่คำนวณความเร็วแสงโดยประมาณ เขากำหนดมูลค่าไว้ที่ 301,000 km / s แต่ค่านี้ไม่ถูกต้อง วิธีการขั้นสูงในการคำนวณความเร็วของแสงถูกสร้างขึ้นอย่างอิสระจากวัตถุในจักรวาล - บนโลก

A. Fizeau และ L. Foucault เป็นผู้สังเกตการณ์ความเร็วแสงในสุญญากาศโดยใช้ล้อหมุนและกระจกเงาตามลำดับ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา นักฟิสิกส์จึงสามารถเข้าใกล้มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณนี้ได้มากขึ้น

ความเร็วแสงที่แม่นยำ

นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดความเร็วแสงที่แน่นอนได้ในศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณค่าที่แน่นอนของความเร็วแสงได้ 299,792.458 km/s ตามทฤษฎีการหักเหของแสงในอากาศโดยใช้เทคโนโลยีเลเซอร์สมัยใหม่และการคำนวณของ Maxwell ซึ่งแก้ไขดัชนีการหักเหของแสง นักดาราศาสตร์ยังคงใช้ค่านี้ นอกจากนี้ การกำหนดวัน เดือน และปีแสงเป็นเรื่องของเทคโนโลยีอยู่แล้ว จากการคำนวณอย่างง่าย นักวิทยาศาสตร์ได้ตัวเลข 9.46 ล้านล้านกิโลเมตร นั่นคือระยะเวลาที่ลำแสงจะบินรอบความยาวของวงโคจรของโลก

เมื่อวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2017 NASA ประกาศว่าพบดาวเคราะห์นอกระบบ 7 ดวงรอบดาวดวงเดียว TRAPPIST-1 ทั้งสามอยู่ในระยะห่างจากดาวฤกษ์ที่ดาวเคราะห์สามารถมีน้ำของเหลวได้ และน้ำเป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับชีวิต มีรายงานด้วยว่าระบบดาวดวงนี้อยู่ห่างจากโลก 40 ปีแสง

ข้อความนี้ส่งเสียงดังมากในสื่อ ดูเหมือนว่าสำหรับบางคนแล้ว มนุษยชาติจะอยู่ห่างจากการสร้างการตั้งถิ่นฐานใหม่ใกล้กับดาวดวงใหม่เพียงก้าวเดียว แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น แต่ 40 ปีแสงนั้นเยอะมาก มันเยอะมาก มันหลายกิโลเมตรเกินไป นั่นคือนี่คือระยะทางมหึมาอย่างมหึมา!

จากวิชาฟิสิกส์รู้จักความเร็วจักรวาลที่สามซึ่งเป็นความเร็วที่ร่างกายต้องมีที่พื้นผิวโลกเพื่อที่จะไปไกลกว่าระบบสุริยะ ค่าของความเร็วนี้คือ 16.65 กม./วินาที ยานอวกาศโคจรธรรมดาเริ่มด้วยความเร็ว 7.9 กม. / วินาทีและโคจรรอบโลก โดยหลักการแล้ว ความเร็ว 16-20 กม./วินาที นั้นค่อนข้างแพงสำหรับเทคโนโลยีทางโลกสมัยใหม่ แต่ไม่มีอีกแล้ว!

มนุษยชาติยังไม่ได้เรียนรู้วิธีเร่งยานอวกาศให้เร็วกว่า 20 กม./วินาที

มาคำนวณกันว่าจะต้องใช้เวลากี่ปีสำหรับยานอวกาศที่บินด้วยความเร็ว 20 กม./วินาที เพื่อพิชิต 40 ปีแสงและไปถึงดาว TRAPPIST-1
หนึ่งปีแสงคือระยะทางที่ลำแสงเดินทางในสุญญากาศ และความเร็วของแสงจะอยู่ที่ประมาณ 300,000 กม./วินาที

ยานอวกาศที่มนุษย์สร้างขึ้นบินด้วยความเร็ว 20 กม./วินาที ซึ่งช้ากว่าความเร็วแสง 15,000 เท่า เรือดังกล่าวจะเอาชนะ 40 ปีแสงในเวลาเท่ากับ 40*15000=600,000 ปี!

เรือแผ่นดิน (ที่มีระดับเทคโนโลยีในปัจจุบัน) จะบินไปยังดาว TRAPPIST-1 ในเวลาประมาณ 600,000 ปี! Homo sapiens มีอยู่บนโลก (ตามที่นักวิทยาศาสตร์) เพียง 35-40,000 ปีและที่นี่มากถึง 600,000 ปี!

ในอนาคตอันใกล้นี้ เทคโนโลยีจะไม่อนุญาตให้บุคคลเข้าถึงดาว TRAPPIST-1 แม้แต่เครื่องยนต์ที่มีแนวโน้ม (อิออน, โฟโตนิก, ยานอวกาศ, ฯลฯ ) ซึ่งไม่อยู่ในความเป็นจริงของโลกก็สามารถประมาณการเพื่อเร่งความเร็วของเรือให้เร็วขึ้นถึง 10,000 กม. / s ซึ่งหมายความว่าเวลาบินไปยังระบบ TRAPPIST-1 จะลดลงเหลือ 120 ปี นี่เป็นเวลาที่ยอมรับได้ไม่มากก็น้อยสำหรับการบินด้วยความช่วยเหลือของแอนิเมชั่นที่ถูกระงับหรือสำหรับผู้อพยพหลายชั่วอายุคน แต่วันนี้เครื่องยนต์เหล่านี้ยอดเยี่ยมมาก

แม้แต่ดาวที่อยู่ใกล้ที่สุดก็ยังห่างไกลจากผู้คน ไกลเกินไป ไม่ต้องพูดถึงดาวในกาแล็กซีของเราหรือดาราจักรอื่น

เส้นผ่านศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราอยู่ที่ประมาณ 100,000 ปีแสง นั่นคือเส้นทางจากปลายจรดปลายของยานอวกาศสมัยใหม่บนโลกจะมีความยาว 1.5 พันล้านปี! วิทยาศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าโลกของเรามีอายุ 4.5 พันล้านปี และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีอายุประมาณ 2 พันล้านปี ระยะห่างจากดาราจักรที่ใกล้ที่สุดสำหรับเรา - เนบิวลาแอนโดรเมดา - อยู่ห่างจากโลก 2.5 ล้านปีแสง - ระยะทางมหึมา!

อย่างที่คุณเห็น ในบรรดาผู้คนที่มีชีวิตอยู่ทุกวันนี้ จะไม่มีใครเหยียบพื้นโลกของดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวดวงอื่น