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 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-популярній 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 і 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 дні), 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 подібний 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 зразкову 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 правильні 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 необхідний 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, який дорівнює 9460 трильйонів кілометрів або 0306 парсек. Спостереження за космічними тілами є єдиним випадком, коли людина може на власні очі бачити минуле.

Щоб світло, яке 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, якими вони були в момент випромінювання світла.

Приклади відстаней у світлових роках

Завдяки можливості обчислювати швидкість руху променів, астрономи зуміли вирахувати відстань у світлових роках до багатьох небесних тіл. Так, відстань від нашої планети до Місяця становить 1,3 світлових секунди, до Проксима 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.

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії; 1 С. р. дорівнює відстані, що проходить світлом за 1 рік. 1 С. р = 0,3068 парсек = 9,4605 1015 м. Фізичний енциклопедичний словник. М: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. Фізична енциклопедія

СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця виміру астрономічної відстані, що дорівнює відстані, яку світло проходить у відкритому космосі або у ВАКУУМІ за один тропічний рік. Один світловий рік дорівнює 9,46071012 км. Науково-технічний енциклопедичний словник

СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом протягом 1 року, тобто. 9,466-1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найвіддаленіші зірки Галактики знаходяться на… Сучасна енциклопедія

Одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, тобто 9,46?1012 км. Великий Енциклопедичний словник

Світловий рік- СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом протягом 1 року, тобто. 9,466´1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найвіддаленіші зірки Галактики знаходяться на… Ілюстрований енциклопедичний словник

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії. 1 світловий рік - відстань, яка проходить світло за 1 рік. 1 світловий рік дорівнює 9.4605E+12 км = 0.307 пк … Астрономічний словник

Одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить протягом року, тобто 9,46·1012 км. * * * СВІТЛОВИЙ РІК СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, тобто 9,46Ч1012 км. Енциклопедичний словник

Світловий рік- одиниця відстані, що дорівнює шляху, що проходить світлом за один рік. Світловий рік дорівнює 0,3 парсека. Концепція сучасного природознавства. Словник основних термінів

світловий рік- 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: англ. light… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

світловий рік- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. light year vok. Lichtjahr, n rus. світловий рік, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Книжки

• Назад дороги немає. Комплект з 3-х книг, Лук'янов Олексій, Наумов Іван Сергійович. Комплект із 3 книг. 1. "Цунамі. Книга перша. Струси землі" 1999 рік. Єгор та Юся Круглови залишаються без піклування дорослих. Попереду на них не чекає нічого хорошого. Інвалідність перетворила...
• Захоплююча астрономія, Качур Олена. Про книгу У новій та довгоочікуваній книзі Човостик та дядько Кузя вирушають до обсерваторії! Тут на них чекає захоплююче знайомство з небесними світилами, що прикрашають наше нічне небо. Разом з…

Незважаючи на те, що його назва аналогічна часовому проміжку року, рік вимірює зовсім не час, а відстань. Ця одиниця призначена для виміру величезних.

Світловий рік – позасистемна одиниця довжини. Ця відстань, яка за один рік (365,25 діб або 31557600 секунд) проходить світло у вакуумі.

Зіставлення світлового року з календарним стало застосовуватися після 1984 р. Перш світловим роком відстань, пройдене світлом за один тропічний рік.

Тривалість тропічного року немає точного значення, оскільки його розрахунки пов'язані з кутовою швидкістю Сонця, а неї існують варіації. Для світлового року було взято усереднене значення.

Різниця у розрахунках між тропічним світловим роком та світловим роком, співвіднесеним з юліанським календарем, становить 0,02 відсотка. Оскільки така одиниця для високоточних вимірів не використовується, практичної різниці між ними немає.

Світловий рік як довжини застосовується у науково-популярній літературі. В астрономії існує інша позасистемна одиниця для вимірювання великих відстаней - парсек. Розрахунок парсека відштовхується від середнього радіусу земної орбіти. 1 парсек дорівнює 3,2616 світлового року.

Розрахунки та відстані

Розрахунок світлового року безпосередньо пов'язаний із швидкістю світла. Для розрахунків у фізиці вона зазвичай береться рівною 300 000 000 м/с. Точне значення швидкості світла 299792458 м/с. Тобто, 299 792 458 метрів – це лише одна світлова секунда!

Відстань до Місяця приблизно дорівнює 384 400 000 метрів, отже, поверхні місяця світловий промінь досягне приблизно за 1,28 секунди.

Відстань від Сонця до Землі 149600000000. Отже, сонячний промінь потрапляє на Землю трохи менше ніж за 7 хвилин.

Отже, в році 31557600 секунд. Помноживши це число на відстань, що дорівнює одній світловій секунді, отримаємо, що один світловий рік дорівнює 9 460 730 472 580 800 метрів.

1 мільйон світлових років відповідно дорівнюватиме 9 460 730 472 580 800 000 000 метрів.

За приблизними розрахунками астрономів діаметр нашої Галактики близько 100 000 світлових років. Тобто в межах нашої Галактики не може бути відстаней, що вимірюються мільйонами світлових років. Такі числа застосовуються для вимірювання відстаней між галактиками.

Найближча до Землі галактика Андромеди розташована на відстані 2,5 мільйона світлових років.

На сьогоднішній день найбільша космічна відстань від Землі, яку можна виміряти, - це відстань до краю Всесвіту, що спостерігається. Воно становить близько 45 мільярдів світлових років.

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 у популярних книгах та підручниках з астрономії. Тим не менш, у професійній астрофізиці ця цифра використовується вкрай рідко і часто 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, яку промінь світла проходить за один земний рік. Таке визначення може задовольнити любителя, але фахівець із космології вважає його неповним. Він зауважить, 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 трильйона кілометрів. Саме така відстань променя світла проходить 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. У 1676 році він помітив різницю в часі затемнення залежно від наближення та видалення до них Землі у 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 точні дані 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 вирахувати приблизну швидкість світла. Він визначив її значення 301 тис. км/с. Але це значення було неточним. Більш досконалі способи обчислення швидкості світла були проведені безвідносно до космічних тіл - Землі.

Спостереження за швидкістю світла у вакуумі за допомогою обертового колеса і дзеркала, були проведені 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, ученим вдалося обчислити точну величину швидкості світла 299 792,458 км/с. Цією величиною астрономи користуються й 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.

Діліться нашими статтями!

Світловий рік

Під час досліджень своєї планети людям були потрібні різні заходи вимірювання відстаней та відрізків. Спочатку заходи довжини були неточними, тому що різні народи мали свої способи вимірювання. Тільки в 1791 році вчені з Франції запровадили міру, яку використовують і донині – метр (від грецької – «захід»).
Але на початку ХХ століття люди почали звертати увагу на вивчення космосу. І те, що Всесвіт має неймовірні відстані, вже існуюча метрична система виявилася непридатною для вимірювання таких великих відстаней. Є можливість виміряти за кілометри відстань від нашої планети до Місяця або до Марса, проте якщо вимірювати відстані до інших планет, а то й зірок, то в цифрі буде неймовірна кількість нулів.
І тоді вчені вирішили запровадити термін «світлові роки».

Світлові роки це скільки?

Протягом однієї секунди фотони світла долає довжину 300 тисяч км. Світловий рік – та кількість кілометрів, яка світло пролітає за 12 місяців. У кілометрах це буде - 9460730472580,8 кілометрів ≈ 9,46 1015.
Звичайно, використання терміна «світлові роки» зручніше, ніж використовувати величезні кілометри. Але, звичайно ж, є приблизні значення:
1 світлова секунда - 300 тисяч кілометрів.
1 світлова хвилина - 18 мільйонів кілометрів.
1 світлова година ≈ 1080000000 кілометрів.
1 світлова доба ≈ 26 000 000 000 кілометрів.
1 світловий тиждень - 181 000 000 000 кілометрів.
1 світловий місяць ≈ 790 000 000 000 км.

Наскільки багато?

Припускаємо, що космічний корабель летить із третьою космічною швидкістю (близько 16.8 кілометрів за секунду), то за 18 тисяч років корабель пролетить один світловий рік. А нашу галактику Чумацький Шлях, який у діаметрі близько ста тисяч світлових років, корабель пролетить майже за 2 мільярди років!
Найближча до Сонця зірка – це Проксима Центавра. Вона знаходиться на відстані близько чотирьох світлових років. Якщо перераховувати на кілометри, то цифра виходить дуже великою.
Але якщо порівнювати відстань від Проксима Центаври до найближчої галактики Туманності Андромеди, то зірка виявляється дуже близько, тому що Андромеда знаходиться за два з половиною мільйони світлових років від Чумацького Шляху. Космічний корабель зможе туди долетіти за 35 мільярдів років.

Чим ще корисні світлові роки?

Використання світлових років допомагає розуміти, де у Всесвіті можна спробувати знайти розумні цивілізації. Так вчені визначаються, куди є сенс надсилати радіосигнали, а куди ні.
Як це працює: швидкість світла дорівнює швидкості радіосигналу, і виходить, що відправляти повідомлення туди, куди вони дійдуть через тисячі, а то й мільярди років, марно. Є сенс шукати «сусідів» через сигнал, що посилатиметься хоча б протягом одного людського життя.

Скільки земних років у світлових роках?

Це докорінно невірне переконання, що цей термін вимірює час. Світловий рік не відноситься до земного часу і не пов'язаний з ним. Він позначає лише міру виміру відстаней, яке проходить світлом протягом 1 року Землі.