1 світловий день дорівнює. Земний рік

Космічні відстані слабо піддаються виміру у звичайних метрах та кілометрах, тому астрономи використовують у своїй роботі інші фізичні одиниці. Одна з них має назву світловий рік.


Багато любителів фантастики добре знайомі з цим поняттям, оскільки воно часто зустрічається у фільмах та книгах. Але не кожен знає, чому дорівнює світловий рік, а деякі взагалі думають, що він аналогічний звичайному річному обчисленню часу.

Що таке світловий рік?

Насправді світловий рік – це тимчасова одиниця, як можна було б припустити, а одиниця довжини, застосовувана в астрономії. Під нею розуміють відстань, яка долається світлом за один рік.

Зазвичай її застосовують у астрономічних підручниках чи науково-популярної фантастиці визначення довжин у межах Сонячної системи. Для більш точних математичних розрахунків або виміру відстаней у Всесвіті за основу беруть іншу одиницю – .

Поява світлового року в астрономії була пов'язана з розвитком зоряних наук та необхідністю використовувати параметри, які можна порівняти з масштабами космосу. Поняття ввели через кілька років після першого успішного виміру відстані від Сонця до зірки 61 Лебедя у 1838 році.


Спочатку світловим роком називали відстань, що проходить світлом за один тропічний рік, тобто за відрізок часу, що дорівнює повному циклу зміни сезонів. Проте з 1984-го за основу стали брати юліанський рік (365,25 дня), внаслідок чого виміри стали точнішими.

Як визначається швидкість світла?

Щоб розрахувати світловий рік, дослідникам довелося спочатку визначити швидкість світла. Колись астрономи вважали, що поширення променів у космосі відбувається миттєво, але в XVII столітті такий висновок почав викликати сумніви.

Перші спроби зробити розрахунки зробив Галілео Галлілей, який вирішив вирахувати час, за який світло долає 8 км. Його дослідження не мали успіху. Розрахувати приблизну величину вдалося Джеймсу Бредлі в 1728, який визначив значення швидкості в 301 тисячу км/с.

Яка швидкість світла?

Незважаючи на те, що Бредлі зробив досить вірні розрахунки, визначити точну швидкість змогли лише в XX столітті, використовуючи сучасні лазерні технології. Досконале обладнання дозволило зробити розрахунки з поправкою на коефіцієнт заломлення променів, у результаті ця величина становила 299 792,458 кілометрів на секунду.


Цими цифрами астрономи оперують досі. Надалі нехитрі обчислення допомогли з точністю встановити час, який променям необхідно на обліт орбіти земної кулі без на них гравітаційних полів.

Хоча швидкість світла не можна порівняти із земними відстанями, її використання при обчисленнях пояснюється тим, що люди звикли мислити «земними» категоріями.

Чому дорівнює світловий рік?

Якщо взяти до уваги, що світлова секунда дорівнює 299792458 метрів, легко підрахувати, що за хвилину світло долає 17987547480 метрів. Як правило, ці дані астрофізики застосовують для вимірювання відстаней усередині планетарних систем.

Для вивчення небесних тіл у масштабах Всесвіту набагато зручніше брати за основу світловий рік, що дорівнює 9,460 трлн кілометрів або 0,306 парсек. Спостереження за космічними тілами є єдиним випадком, коли людина може на власні очі бачити минуле.

Щоб світло, що випускається якоюсь далекою зіркою, досягло Землі, потрібно багато років. З цієї причини, спостерігаючи за космічними об'єктами, ви бачимо їх не такими, якими вони є в даний момент, а якими вони були на момент випромінювання світла.

Приклади відстаней у світлових роках

Завдяки можливості обчислювати швидкість руху променів, астрономи зуміли обчислити відстань у світлових роках багатьох небесних тіл. Так, відстань від нашої планети до Місяця становить 1,3 світлових секунди, до Проксиму Центавра – 4,2 світлових років, до туманності Андромеди – 2,5 мільйона світлових років.


Відстань між Сонцем та центром нашої галактики промені проходять приблизно за 26 тисяч світлових років, а між Сонцем та планетою Плутон – за 5 світлових годин.

Так чи інакше, у повсякденному житті ми вимірюємо відстані: до найближчого супермаркету, до будинку родичів в іншому місті, до і так далі. Однак коли йдеться про безкраї космічні простори, з'ясовується, що використання знайомих нам значень на кшталт кілометрів вкрай нераціональне. І справа тут уже не тільки в складності сприйняття гігантських значень, а в кількості цифр у них. Проблемою стане навіть саме написання такої кількості нулів. Наприклад, від Марса до Землі найкоротша відстань – 55,7 млн. кілометрів. Шість нулів! Адже червона планета - одна з найближчих наших сусідок на небі. Як використовувати громіздкі цифри, які вийдуть при обчисленні відстані навіть до найближчих зірок? І саме тепер нам потрібна така величина, як світловий рік. Скільки він дорівнює? Зараз розберемося.

Поняття про світловий рік також тісно пов'язане з релятивістською фізикою, в якій тісний зв'язок та взаємна залежність простору та часу було встановлено ще на початку XX століття, коли руйнувалися постулати ньютонівської механіки. До цього значення відстані, більш масштабні одиниці виміру в системі

утворювалися досить просто: кожна наступна була сукупність одиниць дрібнішого порядку (сантиметри, метри, кілометри і так далі). У разі світлового року відстань була прив'язана до часу. Сучасній науці відомо, що швидкість поширення світла у вакуумі стала. Більше того, вона є максимальною швидкістю у природі, допустимою у сучасній релятивістській фізиці. Саме ці уявлення було закладено основою нового значення. Світловий рік дорівнює відстані, що промінь світла проходить за один земний календарний рік. У кілометрах це приблизно 9,46*1015 кілометрів. Цікаво, що до найближчого Місяця фотон долає відстань за 1,3 секунди. До Сонця – близько восьми хвилин. А ось до наступних найближчих зірок Альфи і вже близько чотирьох світлових років.

Просто фантастична відстань. Існує в астрофізиці і ще більший захід простору. Світловий рік дорівнює приблизно одній третині парсека, ще більшої одиниці виміру міжзоряних відстаней.

Швидкість поширення світла у різних умовах

До речі, є ще й така особливість, що фотони можуть з різною швидкістю поширюватись у різному середовищі. Ми вже знаємо, як швидко вони летять у вакуумі. І коли говорять про те, що світловий рік дорівнює відстані, подоланій світлом за рік, мають на увазі саме порожній космічний простір. Однак цікаво відзначити, що в інших умовах швидкість світла може бути меншою. Наприклад, у повітряному середовищі фотони розбігаються з дещо меншою швидкістю, ніж у вакуумі. З якого саме - залежить від конкретного стану атмосфери. Таким чином, у наповненому газом середовищі світловий рік дорівнював би дещо меншому значенню. Втім, воно несуттєво відрізнялося б від прийнятого.

Світловий рік – це та відстань, яка проходить світло за один рік. Міжнародна астрономічна спілка дала своє пояснення світловому році – це та відстань, яка проходить світло у вакуумі, без участі гравітації, за юліанський рік. Юліанський рік дорівнює 365 діб. Саме це розшифрування використовується в науковій літературі.

Якщо брати професійну літературу, то відстань розраховується в парсеках або кіло- і мегапарсеках.

Є конкретні цифри, які визначили відстань світлового годинника, хвилин, днів і т.д.

• Світловий рік дорівнює 9460800000000 км,
• місяць– 788 333 млн. км.,
• тиждень– 197 083 млн. км.,
• доба- 26277 млн. км,
• годину- 1094 млн. км.,
• хвилина- близько 18 млн. км.,
• секунда- Близько 300 тис. км.

Це цікаво! Від Землі до Місяця світло доходить в середньому за 1,25 с, до Сонця його промінь домчиться трохи більше, ніж за 8 хвилин.

Зірка Бетельгейзе у сузір'ї Оріонповинна вибухнути в найближчому майбутньому (насправді - в межах кількох століть).

Бетельгейзе розташована від нас на відстані від 495 до 640 світлових років.
Якщо вона вибухає прямо зараз, цей вибух жителі Землі побачать лише через 500-600 років.

А якщо ви бачите вибух сьогодні, то пам'ятайте, що насправді вибух стався приблизно за часів Івана Грозного.

Земний рік

Земним роком вважається відстань, що проходить землею за рік. Якщо брати до уваги всі розрахунки, то один світловий рік дорівнює 63242 земним рокам. Ця цифра відноситься саме до планети Земля, до інших, наприклад Марса чи Юпітера, вони будуть зовсім іншими. Світловий рік обчислює відстань від одного об'єкта небесного тіла до іншого. Цифри світлових і земних років настільки різні, хоч і означають відстань.

Масштаби

Відео

Джерела

Швидка відповідь: зовсім ні.

Часто нам ставлять дуже цікаві питання, відповіді на які дуже нестандартні.

Одне з цих питань ви бачите у назві. І справді, скільки земних років за один світлий рік? Ви можете бути розчаровані, але немає реальної відповіді.

Річ у тім, що світлий рік — це міра часу, а дистанційна міра. Щоб бути точнішим, світлий рік — це відстань відстані у вакуумі без полів сили тяжіння, один ефект юліанського року (еквівалент 365,25 стандартних дня на 86 400 секунд СІ або 31 557 600 секунд) Міжнародною астрономічною федерацією,

Для цього ми беремо позначку 300 тисяч кілометрів на секунду (це точно швидкість світла) і множимося з 31,56 мільйона секунд (багато секунд на рік), і ми отримуємо величезну кількість - 9460800000000 км (або 9,46 мільйона кілометрів). Це фантастичне число означає відстань, що дорівнює світлому року.

• 1 світловий місяць ~ 788 333 000 000 км

• 1 легкий тиждень ~ 197 083 000 км

• 1 світловий день ~ 26 277 мільйонів км

• 1 світлова година ~ 1094 млн. км

• 1 світлова хвилина ~ близько 18 мільйонів км

• 1 світлова секунда ~ 300 тис. км

Щоб дізнатися скільки кілометрів у світлий рік вам потрібно використовувати простий веб-калькулятор.

У лівому полі введіть кількість світлових років інтересу, які потрібно перетворити. У полі праворуч ви побачите результат розрахунку. Просто натисніть на відповідне посилання, щоб перевести світлі роки або милі в інші одиниці вимірювання.

Що таке «яскраве літо»

Світлий рік односторонньої системи (St., ly) дорівнює відстані, пройденому світлом у вакуумі за липневий рік (365,25 дня).

Цей термін в основному використовується в науці та художній літературі, а в професійному середовищі було прийнято термін «парсеки» з префіксом «кіло» та «мега».

а не до 1984 року, відповідно до яскравого року, щоб зрозуміти відстань зі світлом, пройденим у тропічний рік, тепер значення змінилося на 0,002%, а практична цінність цієї різниці, тому що дуже точні вимірювання не виробляються у світлі роки. Швидкість світла становить близько 300 тисяч.

км в секунду і рік, що світиться, близько 10 трильйонів кілометрів (9460,8800 млн. км). Що стосується відстаней, наприклад, Сіріус має 8 світлових років від найближчої близькості від зірки Проксима Центавра — 4,22 світлових років, а діаметр римської дороги — нашої галактики, яка становить 100 000 світлових років.

Що таке «кілометр»

Кілометровий кілометр (км, км) – множина одиниця опорних відстаней, що широко використовується в усьому світі.

Один кілометр 1000 метрів, 0,621 милі, 0,9374 милі, 1094 ярди, 3281 метр, 1.057 x 10 - 13 світлових років, 6,67 x 10 - 9 астрономічних одиниць.

Легкі роки

Протягом сотень років люди винаходили свою власну планету, щоб винаходити дедалі більше дистанційних вимірювальних систем. Тому було прийнято рішення враховувати універсальну одиницю завдовжки один метр і довгий шлях вимірювання в кілометрах.

Але в наступному ХХ столітті це створило нову проблему для людства. Люди стали уважно вивчати всесвіт і виявилося, що розміри Всесвіту настільки великі, що милі тут просто не підходять.

У звичайних одиницях ви можете висловити відстань від Землі до Місяця чи Землі до Марса. Але якщо ви намагаєтеся з'ясувати, наскільки далеко розташована найближча зірка від нашої планети, число зростає з непомітною кількістю символів на десяткову точку.

Що таке 1 світловий рік?

Було очевидно, що потрібна нова одиниця дослідження космосу, і це був яскравий рік.

За секунду світло пробігає 300 тисяч кілометрів. Легкі роки — ця відстань, чиє світло пройде рівно рік, а при переведенні в більш звичну систему чисел ця відстань становить 9460730472580, 8 кілометрів.Зрозуміло, що використання лаконічного «простого польоту» набагато зручніше, ніж використання кожного величезного числа у розрахунках.

Зі всіх найближчих до нас зірок Проксима Центавра — це було видалено лише «4,2 світлові роки». Звичайно, на основі кілометрових даних є неймовірна сума. Проте все відносно — з огляду на те, що найближча галактика Андромеда відокремлена від римської дороги цілих 2,5 мільйона світлових років, зірка та істина починають здаватися дуже близькими сусідам.

До речі, використання світлих років допомагає вченим зрозуміти, в яких кутах простору розумно знаходити розумне життя і куди відправляти радіосигнали марно.

Зрештою, швидкість радіосигналу аналогічна швидкості світла, тому вітання, відправлене у бік віддаленої галактики, досягне своєї мети за мільйони років. Має сенс чекати на відповідь від сусідніх «сусідів» — об'єктів, гіпотетичні сигнали відгуків яких досягнуть наземних пристроїв навіть під час життя людини.

1 світлий рік – скільки земних років?

Існує поширена хибна думка про те, що світлий рік є одиницею часу.

Насправді, це не так. Цей термін не має нічого спільного із земними роками, він не відноситься до них і є лише відстанню, яка світло проходить в один земний рік.

А ви знаєте, чому астрономи не застосовують світловий рік для обчислення відстаней до віддалених об'єктів у космосі?

Світловий рік – це позасистемна одиниця виміру відстаней у космічному просторі. Вона повсюдно використовується в популярних книгах та підручниках з астрономії. Тим не менш, у професійній астрофізиці ця цифра використовується вкрай рідко і найчастіше для визначення відстаней до недалеких об'єктів у космосі. Причина цього проста: якщо визначати відстань у світлових роках до далеких об'єктів у Всесвіті, число виявиться настільки величезним, що використовувати його для фізико-математичних обчислень буде непрактично та незручно. Тому замість світлового року у професійній астрономії використовуються така одиниця виміру, якою набагато зручніше оперувати при виконанні складних математичних розрахунків.

Визначення терміна

Визначення терміна «світловий рік» ми можемо знайти у будь-якому підручнику астрономії. Світловий рік - це відстань, що промінь світла проходить за один земний рік. Таке визначення може задовольнити любителя, але фахівець із космології вважатиме його неповним. Він помітить, що світловий рік - це не просто відстань, яка світло проходить за рік, а відстань, яка промінь світла за 365,25 земних дня проходить у вакуумі, не відчуваючи на собі впливу магнітних полів.

Світловий рік дорівнює 9,46 трильйонам кілометрів. Саме така відстань промінь світла минає за рік. Але як астрономи досягли такого точного визначення променевого шляху? Про це ми поговоримо нижче.

Як визначили швидкість світла

У давнину вважалося, що світло поширюється у Всесвіті миттєво. Однак, починаючи з сімнадцятого століття, вчені почали сумніватися в цьому. Першим у запропонованому твердженні засумнівався Галілей. Саме він намагався визначити час, за який промінь світла проходить відстань у 8 км. Але через те, що така відстань була мізерною для такої величини, як швидкість світла, експеримент закінчився невдачею.

Першим серйозним зрушенням у питанні було спостереження відомого датського астронома Олафа Ремер. В 1676 він помітив різницю в часі затемнення залежно від наближення і видалення до них Землі в космічному просторі. Дане спостереження Ремер успішно пов'язав з тим фактом, що чим далі Земля віддаляється від , тим більше часу потрібно світла, яке відбивається від них, щоб пройти відстань до нашої планети.

Суть цього факту Ремер вловив точно, але вирахувати достовірну величину швидкості світла йому так і не вдалося. Його підрахунки були неправильні, оскільки в сімнадцятому столітті він не міг мати точних даних про відстань від Землі до інших планет Сонячної системи. Ці дані було визначено трохи пізніше.

Подальші зрушення у дослідженнях та визначення світлового року

У 1728 році англійському астроному Джеймсу Бредлі, який виявив ефект аберації зірок, вдалося першому обчислити приблизну швидкість світла. Він визначив її значення 301 тис. км/с. Але це значення було неточним. Більш досконалі методи обчислення швидкості світла були зроблені безвідносно до космічних тіл - Землі.

Спостереження за швидкістю світла у вакуумі за допомогою обертового колеса і дзеркала, були зроблені А.Фізо та Л. Фуко відповідно. З їхньою допомогою фізикам вдалося наблизитися до реального значення цієї величини.

Точна швидкість світла

Точну швидкість світла вченим вдалося визначити лише у минулому столітті. Ґрунтуючись на теорії електромагнетизму Максвелла, за допомогою сучасної лазерної техніки та обчислень з поправкою на коефіцієнт заломлення променевого потоку в повітрі, вченим вдалося обчислити точну величину швидкості світла 299 792,458 км/с. Цією величиною астрономи користуються досі. Далі визначити світловий день, місяць та рік було вже справою техніки. Шляхом нехитрих обчислень вчені отримали цифру 9,46 трильйона кілометрів - саме стільки часу знадобилося б променю світла для того, щоб облетіти довжину земної орбіти.

22 лютого 2017 року NASA повідомило, що у одиночної зірки TRAPPIST-1 знайдено 7 екзопланет. Три з них знаходяться в тому діапазоні відстаней від зірки, в якому планета може мати рідку воду, а вода - це ключова умова для життя. Повідомляється також, що дана зіркова система знаходиться на відстані 40 світлових років від Землі.

Це повідомлення наробило багато галасу у ЗМІ, декому навіть здалося, що людство знаходиться за крок від будівництва нових поселень біля нової зірки, але це не так. Але 40 світлових років - це багато, це багато, це занадто багато кілометрів, тобто це жахливо колосальна відстань!

З курсу фізики відома третя космічна швидкість - це така швидкість, яку має мати тіло біля Землі, щоб вийти межі Сонячної системи. Значення цієї швидкості дорівнює 16,65 км/сек. Звичайні орбітальні космічні кораблі стартують зі швидкістю 7,9 км/сек і обертаються навколо Землі. В принципі, швидкість в 16-20 км/сек є цілком доступною сучасним земним технологіям, але не більше!

Людство ще навчилося розганяти космічні кораблі швидше, ніж 20 км/сек.

Розрахуємо, скільки років знадобиться зорельоту, що летить зі швидкістю 20 км/сек, щоб подолати 40 світлових років і досягти зірки TRAPPIST-1.
Один світловий рік – це відстань, яка проходить промінь світла у вакуумі, а швидкість світла дорівнює приблизно 300 тис. км/сек.

Космічний корабель, зроблений руками людей, летить зі швидкістю в 20 км/сек, тобто в 15000 разів повільніше за швидкість світла. 40 світлових років такий корабель подолає за час, що дорівнює 40*15000=600000 років!

Земний корабель (за сучасного рівня технології) долетить до зірки TRAPPIST-1 приблизно за 600 тис. років! Людина розумна існує на Землі (на думку вчених) всього 35-40 тис. років, а тут цілих 600 тис. років!

Найближчим часом технології не дозволять людині досягти зірки TRAPPIST-1. Навіть перспективні двигуни (іонні, фотонні, космічні вітрила і т.д.), яких немає в земній реальності, оціночно можуть розігнати корабель до швидкості в 10000 км/сек, а значить, час польоту до системи TRAPPIST-1 скоротиться до 120 років . Це вже більш-менш прийнятний час для польоту за допомогою анабіозу або кількох поколінь переселенців, але на сьогоднішній день усі ці двигуни – фантастика.

Навіть найближчі зірки поки що надто далекі від людей, надто далекі, не кажучи вже про зірки нашої Галактики чи інші галактики.

Діаметр нашої галактики Чумацький Шлях становить приблизно 100 тис. світлових років, тобто шлях з кінця в кінець для сучасного земного корабля становитиме 1,5 млрд. років! Наука передбачає, що Землі 4,5 млрд. років, а багатоклітинного життя приблизно 2 млрд. років. Відстань до найближчої до нас галактики – Туманності Андромеди – 2,5 млн. світлових років від Землі – які жахливі відстані!

Як видно, з усіх людей, що нині живуть, ніхто і ніколи не ступить ногою на землю планети у іншої зірки.