Odległości kosmiczne są słabo mierzalne w zwykłych metrach i kilometrach, dlatego astronomowie wykorzystują w swojej pracy inne jednostki fizyczne. Jeden z nich nazywa się rokiem świetlnym.


Wielu miłośników science fiction zna tę koncepcję, ponieważ często można ją znaleźć w filmach i książkach. Ale nie wszyscy wiedzą, czym jest rok świetlny, a niektórzy uważają nawet, że jest to analogiczne do zwykłego corocznego obliczania czasu.

Czym jest rok świetlny?

W rzeczywistości rok świetlny nie jest jednostką czasu, jak można by się spodziewać, ale jednostką długości używaną w astronomii. Rozumie się przez to odległość pokonywaną przez światło w ciągu jednego roku.

Jest powszechnie używany w podręcznikach astronomii lub science fiction do określania długości w Układzie Słonecznym. Do dokładniejszych obliczeń matematycznych lub pomiaru odległości we Wszechświecie za podstawę przyjmuje się inną jednostkę -.

Pojawienie się roku świetlnego w astronomii wiązało się z rozwojem nauk o gwiazdach i koniecznością zastosowania parametrów porównywalnych ze skalą kosmosu. Koncepcja została wprowadzona kilka lat po pierwszym udanym pomiarze odległości od Słońca do gwiazdy 61 Łabędzia w 1838 roku.


Początkowo rok świetlny nazywano odległością przebytą przez światło w jednym roku tropikalnym, czyli przez okres czasu równy pełnemu cyklowi zmieniających się pór roku. Jednak od 1984 r. za podstawę przyjęto rok juliański (365,25 dni), w wyniku czego pomiary stały się dokładniejsze.

Jak określana jest prędkość światła?

Aby obliczyć rok świetlny, naukowcy musieli najpierw określić prędkość światła. Kiedyś astronomowie wierzyli, że propagacja promieni w kosmosie następuje natychmiast, ale w XVII wieku taki wniosek zaczął budzić wątpliwości.

Pierwsze próby wykonania obliczeń podjął Galileo Gallilei, który postanowił obliczyć czas, w którym światło przebyło 8 km. Jego badania zakończyły się niepowodzeniem. Przybliżoną wartość udało się wyliczyć Jamesowi Bradleyowi w 1728 r., który określił wartość prędkości na 301 tys. km/s.

Jaka jest prędkość światła?

Pomimo tego, że Bradley wykonał dość poprawne obliczenia, byli w stanie określić dokładną prędkość dopiero w XX wieku, korzystając z nowoczesnych technologii laserowych. Doskonały sprzęt umożliwił wykonanie obliczeń skorygowanych o współczynnik załamania promieni, w wyniku czego wartość ta wyniosła 299 792,458 kilometrów na sekundę.


Astronomowie operują tymi liczbami do dziś. W przyszłości proste obliczenia pomogły dokładnie określić czas potrzebny promieniom na przelot wokół orbity globu bez wpływu pól grawitacyjnych.

Chociaż prędkość światła nie jest porównywalna z ziemskimi odległościami, jej wykorzystanie w obliczeniach tłumaczy się tym, że ludzie są przyzwyczajeni do myślenia w kategoriach „ziemskich”.

Czym jest rok świetlny?

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że sekunda świetlna to 299 792 458 metrów, łatwo obliczyć, że światło podróżuje 17 987 547 480 metrów na minutę. Z reguły dane te są wykorzystywane przez astrofizyków do pomiaru odległości w układach planetarnych.

Do badania ciał niebieskich w skali Wszechświata znacznie wygodniej jest przyjąć za podstawę rok świetlny, który odpowiada 9,460 bln kilometrów lub 0,306 parseków. Obserwowanie ciał kosmicznych to jedyny przypadek, kiedy człowiek może zobaczyć przeszłość na własne oczy.

Światło z odległej gwiazdy dociera do Ziemi po wielu latach. Z tego powodu obserwując obiekty kosmiczne, widzisz je nie takimi, jakimi są w tej chwili, ale takimi, jakie były w momencie emisji światła.

Przykłady odległości w latach świetlnych

Dzięki umiejętności obliczania prędkości ruchu promieni astronomowie byli w stanie obliczyć odległość w latach świetlnych do wielu ciał niebieskich. Tak więc odległość od naszej planety do Księżyca wynosi 1,3 sekundy świetlnej, do Proxima Centauri - 4,2 lat świetlnych, do mgławicy Andromeda - 2,5 miliona lat świetlnych.


Promienie pokonują odległość między Słońcem a centrum naszej galaktyki w około 26 tysięcy lat świetlnych, a między Słońcem a planetą Pluton - w 5 godzin świetlnych.

Niesystemowa jednostka długości używana w astronomii; 1 S. g. Jest równa odległości przebytej przez światło w ciągu 1 roku. 1 S. y. = 0,3068 parsek = 9,4605 1015 m. Fizyczny słownik encyklopedyczny. M.: Radziecka encyklopedia. Redaktor naczelny A.M. Prochorow ... ... Encyklopedia fizyczna

ROK ŚWIETLNY, jednostka odległości astronomicznej równa odległości, jaką światło pokonuje w otwartej przestrzeni lub w PRÓŻNI w ciągu jednego roku tropikalnego. Jeden rok świetlny to 9.46071012 km ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

ROK ŚWIETLNY, jednostka długości używana w astronomii: droga przebyta przez światło w ciągu 1 roku, tj. 9,466 × 1012 km. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centaur) wynosi około 4,3 roku świetlnego. Najbardziej odległe gwiazdy Galaktyki znajdują się na ... ... Współczesna encyklopedia

Jednostka odległości międzygwiezdnej; ścieżka, którą światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46×1012 km… Wielki słownik encyklopedyczny

Rok świetlny- ROK ŚWIETLNY, jednostka długości używana w astronomii: droga przebyta przez światło w ciągu 1 roku, tj. Km 9,466´1012. Odległość do najbliższej gwiazdy (Proxima Centaur) wynosi około 4,3 roku świetlnego. Najbardziej odległe gwiazdy Galaktyki znajdują się na ... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

Niesystemowa jednostka długości używana w astronomii. 1 rok świetlny to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu 1 roku. 1 rok świetlny to 9,4605E + 12 km = 0,307 szt... Słownik astronomiczny

Jednostka odległości międzygwiezdnych; droga, którą światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46 · 1012 km. * * * ROK ŚWIETLNY ROK ŚWIETLNY, jednostka odległości międzygwiezdnych; ścieżka, którą światło pokonuje w ciągu roku, czyli 9,46X1012 km… słownik encyklopedyczny

Rok świetlny jest jednostką odległości równą drodze przebytej przez światło w ciągu jednego roku. Rok świetlny to 0,3 parsek... Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. Słowniczek podstawowych pojęć

rok świetlny- šviesmetis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9.46073 · 10¹² km. atitikmenys: angl. światło…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

rok świetlny- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. rok świetlny ok. Lichtjahr, n rus. rok świetlny, m pranc. année lumière, f ... Fizikos terminų žodynas

Książki

• Nie ma powrotu. Zestaw 3 książek, Aleksiej Łukjanow, Iwan Siergiejewicz Naumow. Zestaw 3 książek. 1. „Tsunami. Książka pierwsza. Ziemia się trzęsie” 1999. Jegor i Yusya Kruglov pozostają bez opieki dorosłych. Przed nimi nic dobrego nie czeka. Niepełnosprawność zmieniła się ...
• Fascynująca astronomia, Elena Kachur. O książce W nowej i długo oczekiwanej książce Chevostik i wujek Kuzya udają się do obserwatorium! Tutaj będą mieli fascynującą znajomość z ciałami niebieskimi, które zdobią nasze nocne niebo. Razem z…

Pomimo tego, że jego nazwa jest zbliżona do przedziału czasu w roku, rok nie mierzy wcale czasu, ale odległość. To urządzenie jest przeznaczone do pomiaru ogromnego.

Rok świetlny jest jednostką długości spoza układu SI. Jest to odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu jednego roku (365,25 dni lub 31 557 600 sekund).

Porównanie roku świetlnego z kalendarzem zaczęto stosować po 1984 roku. Wcześniej rok świetlny to odległość przebyta przez światło w jednym roku tropikalnym.

Długość roku tropikalnego nie ma dokładnej wartości, ponieważ jego obliczenia są związane z prędkością kątową Słońca i istnieją dla niej różnice. Dla roku świetlnego przyjęto wartość średnią.

Różnica w obliczeniach między tropikalnym rokiem świetlnym a juliańskim rokiem świetlnym wynosi 0,02 procent. A ponieważ to urządzenie nie jest używane do pomiarów o wysokiej precyzji, nie ma między nimi praktycznej różnicy.

Rok świetlny jako długość jest używany w literaturze popularnonaukowej. W astronomii istnieje inna niesystemowa jednostka do pomiaru dużych odległości - parsek. Obliczenie parseka opiera się na średnim promieniu orbity Ziemi. 1 parsek to 3,2616 lat świetlnych.

Obliczenia i odległości

Obliczenie roku świetlnego jest bezpośrednio związane z prędkością światła. Do obliczeń w fizyce zwykle przyjmuje się 300 000 000 m / s. Dokładna wartość prędkości światła wynosi 299 792 458 m/s. Oznacza to, że 299 792 458 metrów to tylko jedna sekunda świetlna!

Odległość do księżyca wynosi około 384,4 miliona metrów, co oznacza, że ​​wiązka światła dotrze do powierzchni księżyca w około 1,28 sekundy.

Odległość od Słońca do Ziemi wynosi 149,6 miliarda, dlatego promień słoneczny uderza w Ziemię w nieco mniej niż 7 minut.

Tak więc w ciągu roku jest 31 557 600 sekund. Mnożąc tę ​​liczbę przez odległość równą jednej sekundzie świetlnej, otrzymujemy, że jeden rok świetlny to 9 460 730 472 580 800 metrów.

Odpowiednio 1 milion lat świetlnych będzie równy 9 460 730 472 580 800 000 000 metrów.

Według przybliżonych obliczeń astronomów średnica naszej Galaktyki wynosi około 100 000 lat świetlnych. Oznacza to, że w granicach naszej Galaktyki odległości nie mogą być mierzone w milionach lat świetlnych. Takie liczby są przydatne do mierzenia odległości między galaktykami.

Najbliższa Ziemi galaktyka, Andromeda, znajduje się 2,5 miliona lat świetlnych od nas.

Jak dotąd największa kosmiczna odległość od Ziemi, jaką można zmierzyć, to odległość do krawędzi obserwowalnego wszechświata. Ma około 45 miliardów lat świetlnych.

Czy wiesz, dlaczego astronomowie nie używają lat świetlnych do obliczania odległości do odległych obiektów w kosmosie?

Rok świetlny jest niesystemową jednostką miary odległości w przestrzeni kosmicznej. Jest powszechnie stosowany w popularnych książkach i podręcznikach astronomii. Niemniej jednak w profesjonalnej astrofizyce liczba ta jest używana niezwykle rzadko i jest często wykorzystywana do określania odległości do pobliskich obiektów w kosmosie. Powód tego jest prosty: jeśli określisz odległość w latach świetlnych do odległych obiektów we Wszechświecie, liczba ta okaże się tak duża, że ​​niepraktyczne i niewygodne będzie używanie jej do obliczeń fizycznych i matematycznych. Dlatego zamiast roku świetlnego profesjonalna astronomia używa takiej jednostki miary, jak, która jest znacznie wygodniejsza w obsłudze podczas wykonywania złożonych obliczeń matematycznych.

Definicja terminu

Definicję terminu „rok świetlny” możemy znaleźć w każdym podręczniku astronomii. Rok świetlny to odległość, jaką promień światła pokonuje w ciągu jednego roku ziemskiego. Taka definicja może zadowolić amatora, ale znawca kosmologii uzna ją za niepełną. Zauważy, że rok świetlny to nie tylko odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, ale odległość, jaką promień światła pokonuje w próżni przez 365,25 ziemskich dni bez oddziaływania pól magnetycznych.

Rok świetlny to 9,46 biliona kilometrów. To jest dokładnie odległość, jaką promień światła pokonuje w ciągu roku. Ale w jaki sposób astronomowie osiągnęli tak dokładne określenie toru promienia? Porozmawiamy o tym poniżej.

Jak określono prędkość światła

W starożytności wierzono, że światło rozprzestrzenia się we wszechświecie natychmiast. Jednak od XVII wieku uczeni zaczęli w to wątpić. Galileo jako pierwszy zakwestionował powyższe stwierdzenie. To on próbował określić, ile czasu zajmuje promień światła pokonanie odległości 8 km. Jednak ze względu na to, że odległość taka była znikoma dla takiej wartości jak prędkość światła, eksperyment zakończył się niepowodzeniem.

Pierwszą poważną zmianą w tej materii była obserwacja słynnego duńskiego astronoma Olafa Roemera. W 1676 zauważył różnicę w czasie zaćmienia w zależności od zbliżania się i odległości Ziemi do nich w przestrzeni kosmicznej. Roemer z powodzeniem powiązał tę obserwację z faktem, że im dalej Ziemia się oddala, tym dłużej trwa odbite od nich światło, aby przebyć odległość do naszej planety.

Roemer dokładnie pojął istotę tego faktu, ale nie udało mu się wyliczyć wiarygodnej wartości prędkości światła. Jego obliczenia były błędne, ponieważ w XVII wieku nie mógł mieć dokładnych danych o odległości Ziemi od innych planet Układu Słonecznego. Dane te zostały ustalone nieco później.

Dalsze postępy w badaniach i definicji lat świetlnych

W 1728 r. angielski astronom James Bradley, który odkrył efekt aberracji w gwiazdach, jako pierwszy obliczył przybliżoną prędkość światła. Określił jego wartość na 301 tys. km/s. Ale ta wartość była nieprecyzyjna. Bardziej wyrafinowane metody obliczania prędkości światła powstały bez względu na ciała kosmiczne - na Ziemi.

Obserwacje prędkości światła w próżni za pomocą obracającego się koła i lustra wykonali odpowiednio A. Fisot i L. Foucault. Z ich pomocą fizykom udało się zbliżyć do rzeczywistej wartości tej wartości.

Dokładna prędkość światła

Naukowcom udało się określić dokładną prędkość światła dopiero w ubiegłym stuleciu. W oparciu o teorię elektromagnetyzmu Maxwella, za pomocą nowoczesnej technologii laserowej i obliczeń skorygowanych o współczynnik załamania strumienia promieniowania w powietrzu, naukowcom udało się obliczyć dokładną wartość prędkości światła 299 792,458 km/s. Astronomowie nadal używają tej wartości. Co więcej, już kwestią technologii było określenie godzin dziennych, miesiąca i roku. Dzięki prostym obliczeniom naukowcy uzyskali liczbę 9,46 biliona kilometrów - tyle czasu zajęłoby promieniowi światła przebycie wokół ziemskiej orbity.

Podziel się naszymi artykułami!

Rok świetlny

Podczas eksploracji swojej planety ludzie wymagali różnych środków do pomiaru odległości i segmentów. Początkowo miary długości były niedokładne, ponieważ różne ludy miały własne sposoby mierzenia. Dopiero w 1791 roku naukowcy z Francji wprowadzili stosowaną do dziś miarę - metr (z greckiego - "miara").
Ale na początku XX wieku ludzie zaczęli zwracać uwagę na badanie przestrzeni. A fakt, że Wszechświat ma niewiarygodne odległości, istniejący już system metryczny okazał się nieodpowiedni do mierzenia tak dużych odległości. Możliwe jest zmierzenie w kilometrach odległości od naszej planety do Księżyca lub do Marsa, ale jeśli zmierzysz odległość do innych planet, a nawet gwiazd, liczba ta będzie zawierała niesamowitą liczbę zer.
A potem naukowcy postanowili wprowadzić termin „lata świetlne”.

Ile jest lat świetlnych?

W ciągu zaledwie jednej sekundy fotony światła przemierzają długość 300 tys. km. Rok świetlny to liczba kilometrów, które światło pokonuje w ciągu 12 miesięcy. W kilometrach będzie to - 9 460 730 472 580,8 kilometrów ≈ 9,46 1015.
Oczywiście używanie terminu „lata świetlne” jest wygodniejsze niż używanie ogromnych kilometrów. Ale oczywiście są wartości przybliżone:
1 sekunda świetlna ≈ 300 tysięcy kilometrów.
1 minuta świetlna ≈ 18 milionów kilometrów.
1 godzina świetlna ≈ 1 080 000 000 kilometrów.
1 dzień świetlny ≈ 26 000 000 000 kilometrów.
1 tydzień świetlny ≈ 181 000 000 000 kilometrów.
1 miesiąc świetlny ≈ 790 000 000 000 kilometrów.

Ile?

Zakładamy, że statek kosmiczny leci z trzecią prędkością kosmiczną (około 16,8 kilometrów na sekundę), a następnie za 18 tysięcy lat statek kosmiczny przeleci o jeden rok świetlny. A nasza galaktyka, Droga Mleczna, która ma średnicę około stu tysięcy lat świetlnych, statek przeleci za prawie 2 miliardy lat!
Gwiazdą najbliższą Słońcu jest Proxima Centauri. Leży około czterech lat świetlnych od nas. W przeliczeniu na kilometry liczba ta jest bardzo duża.
Ale jeśli porównamy odległość od Proxima Centauri do najbliższej galaktyki, Mgławicy Andromedy, gwiazda okazuje się być bardzo blisko, ponieważ Andromeda znajduje się dwa i pół miliona lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Statek kosmiczny będzie mógł tam polecieć za 35 miliardów lat.

Do czego jeszcze przydatne są lata świetlne?

Wykorzystanie lat świetlnych pomaga zrozumieć, gdzie we wszechświecie można spróbować znaleźć inteligentne cywilizacje. W ten sposób naukowcy ustalają, gdzie sensowne jest wysyłanie sygnałów radiowych, a gdzie nie.
Jak to działa: prędkość światła jest równa prędkości sygnału radiowego i okazuje się, że wysyłanie wiadomości tam, gdzie docierają za tysiące, a nawet miliardy lat, jest całkowicie bezużyteczne. Sensowne jest szukanie „sąsiadów” poprzez wysłany sygnał, który będzie trwał przynajmniej przez jedno ludzkie życie.

Ile lat ziemskich w latach świetlnych?

To zasadniczo błędne przekonanie, że termin ten mierzy czas. Rok świetlny nie ma nic wspólnego z czasem ziemskim i nie jest z nim w żaden sposób powiązany. Oznacza jedynie miarę odległości, jaką światło pokonuje na Ziemi w ciągu 1 roku.