Shvatite svjetlosne godine. Svemir i svjetlosna godina
Na ovaj ili onaj način, u svakodnevnom životu mjerimo udaljenosti: do najbližeg supermarketa, do kuće rođaka u drugom gradu, do, i tako dalje. Međutim, kada je riječ o prostranstvu svemira, ispada da je korištenje poznatih vrijednosti poput kilometara krajnje iracionalno. A poanta ovdje nije samo u teškoćama uočavanja rezultirajućih gigantskih vrijednosti, već iu broju brojeva u njima. Čak će i pisanje toliko nula postati problem. Na primjer, najkraća udaljenost od Marsa do Zemlje je 55,7 milijuna kilometara. Šest nula! Ali crveni planet jedan je od naših najbližih susjeda na nebu. Kako koristiti glomazne brojke koje nastaju pri izračunavanju udaljenosti čak i do najbližih zvijezda? A upravo sada trebamo vrijednost poput svjetlosne godine. Koliko je jednako? Shvatimo sada.
Pojam svjetlosne godine također je usko povezan s relativističkom fizikom, u kojoj je tijesna povezanost i međusobna ovisnost prostora i vremena uspostavljena početkom 20. stoljeća, kada su se srušile postavke Newtonove mehanike. Prije ove vrijednosti udaljenosti, veće jedinice mjerila u sustavu
formirane su prilično jednostavno: svaka sljedeća bila je zbirka jedinica manjeg reda (centimetri, metri, kilometri i tako dalje). U slučaju svjetlosne godine, udaljenost je bila vezana za vrijeme. Moderna znanost zna da je brzina širenja svjetlosti u vakuumu konstantna. Štoviše, to je najveća brzina u prirodi dopuštena u modernoj relativističkoj fizici. Upravo su te ideje bile temelj novog značenja. Svjetlosna godina jednaka je udaljenosti koju zraka svjetlosti prijeđe u jednoj Zemljinoj kalendarskoj godini. U kilometrima to je otprilike 9,46 * 10 15 kilometara. Zanimljivo je da foton prijeđe udaljenost do najbližeg Mjeseca za 1,3 sekunde. Do sunca ima oko osam minuta. Ali sljedeće najbliže zvijezde, Alpha, već su udaljene oko četiri svjetlosne godine.
Samo fantastična udaljenost. U astrofizici postoji još veća mjera prostora. Svjetlosna godina jednaka je otprilike jednoj trećini parseka, još većoj jedinici mjerenja međuzvjezdanih udaljenosti.
Brzina širenja svjetlosti u različitim uvjetima
Usput, postoji i takva značajka da se fotoni mogu širiti različitim brzinama u različitim okruženjima. Već znamo koliko brzo lete u vakuumu. A kada kažu da je svjetlosna godina jednaka udaljenosti koju prijeđe svjetlost u godini, misle na prazan svemir. Međutim, zanimljivo je primijetiti da pod drugim uvjetima brzina svjetlosti može biti niža. Na primjer, u zraku se fotoni raspršuju nešto manjom brzinom nego u vakuumu. Koji ovisi o konkretnom stanju atmosfere. Dakle, u okolišu ispunjenom plinom, svjetlosna bi godina bila nešto manja. No, ne bi se bitno razlikovala od prihvaćene.
Ogromne svemirske prostore vrlo je teško izračunati u kilometrima ili miljama. Znanstvenici razmišljaju o pronalasku drugih jedinica za mjerenje velikih udaljenosti. Ljubitelji znanstvenofantastičnih filmova i knjiga često čuju za svjetlosnu godinu. Ali ne može svatko objasniti što ove riječi znače. Neki ne vide njegovu razliku od običnog zemaljskog.
Ova vrijednost je popularna mjerna jedinica svemirske udaljenosti. Prilikom određivanja koristite:
- brzina svjetlosti,
- broj sekundi jednak 365 dana.
Važan uvjet za takav izračun je odsutnost utjecaja bilo kakvih gravitacijskih polja na svjetlost. Vakuum ispunjava ovaj zahtjev. U njemu brzina širenja bilo koje elektromagnetske zrake ostaje konstantna.
Još u 17. stoljeću znanstvenici su pokušali utvrditi brzina svjetlosti. Ranije su astronomi pretpostavljali da zrake putuju svemirom trenutno. Galileo Galilei je sumnjao u to. Njegov je cilj bio izračunati vrijeme koje je potrebno snopu svjetlosti da prijeđe određenu udaljenost, jednaku osam kilometara. Ali njegovi pokusi bili su neuspješni. Neuspješna su bila i istraživanja danskog znanstvenika O. Roemera. Uočio je privremenu razliku u pomrčinama satelita drugih planeta ovisno o položaju Zemlje. Kada je udaljeniji od drugog svemirskog objekta, svjetlosnim zrakama treba više vremena da dođu do Zemljine površine. Nije mogao izračunati njihovu brzinu.
Englez James Bradley prvi je u 18. stoljeću približno izračunao brzinu svjetlosti. Ovaj astronom postavio je njegovu vrijednost na 301 000 km/s. U prošlom stoljeću, koristeći Maxwellovu teoriju elektromagnetizma, znanstvenici su uspjeli točno izračunati brzinu zrake. Studije su provedene korištenjem najnovijih laserskih tehnologija, uzimajući u obzir njihove indekse loma. Pokazalo se da je izračunata brzina svjetlosti 299.792 kilometara 458 metara u sekundi. To je pomoglo u određivanju prikladne mjerne jedinice za svemir.
Što je 1 svjetlosna godina u kilometrima?
Za izračun smo kao osnovu uzeli 365 dana.. Ako izračunate dnevnu vrijednost u sekundama, dobit ćete 86.400 sekundi. A u svim navedenim danima njihov će broj biti 31.557.600.
Izračunali smo koliko snop svjetlosti prijeđe u sekundi. Množenjem ove vrijednosti s 31 557 600, dobivamo nešto više od 9,4 bilijuna. Ovo je svjetlosna godina mjerena u kilometrima. To je udaljenost koju će zraka svjetlosti prijeći za 365 dana u vakuumu. Putovat će tom putanjom, leteći oko Zemljine orbite bez utjecaja gravitacijskih polja.
Primjeri nekih udaljenosti izračunatih na ovaj način
- Zraka svjetlosti prijeđe udaljenost od Zemlje do Mjeseca za 1 minutu 3 sekunde;
- U 100 000 takvih godina može se odrediti promjer našeg galaktičkog diska;
- Udaljenost u svjetlosnim satima od Sunca do Plutona je 5,25 sati;
- Zraka sa zemlje stići će do Andromedine galaksije za 2.500.000 svjetlosnih godina, a do zvijezde Proxima Centauri za samo 4;
- Sunčeva svjetlost do našeg planeta stiže za 8,20 minuta;
- Središte naše galaksije nalazi se na udaljenosti od 26 tisuća svjetlosnih godina od Sunca;
- Grozd Djevice nalazi se na udaljenosti od 58.000 tisuća sličnih godina od našeg planeta;
- Deseci milijuna takvih godina mjere klastere galaksija promjerom;
- Najveća izmjerena udaljenost od Zemlje do ruba vidljivog svemira bila je 45 milijardi svjetlosnih godina.
Zašto je on tako važan?
Izračunata brzina svjetlosti omogućila je astronomima da odrede udaljenost između planeta, zvijezda, galaksija. Postalo je očito da svjetlost koju emitira zvijezda ne dopire do Zemlje brzinom munje. Promatrajući svemirska tijela na nebu, vidimo prošlost. Eksploziju dalekog planeta koja se dogodila prije više stotina godina znanstvenici će tek danas zabilježiti.
Unutar našeg svemira, korištenje izračuna u ovoj mjernoj jedinici je zgodno. Rjeđe se koriste sati, tjedni ili mjeseci. Pri određivanju udaljenosti do udaljenih svemirskih objekata, dobivena vrijednost bit će ogromna. Korištenje takvih vrijednosti u matematičkim izračunima postaje teško i nepraktično. Znanstvenici su to uzeli u obzir i za astronomske izračune velikih udaljenosti koriste drugu mjernu jedinicu - parsek. Za složene matematičke izračune to je prihvatljivije. Svjetlosna godina jednaka je jednoj trećini parseka.
Omjer svjetlosnih godina i Zemljinih godina
U našim životima često mjerimo udaljenost: na posao, najbliža trgovina, drugi grad. Međusobno uspoređujemo različite količine. To pomaže da se cijeni razlika. Mnogima se pojmovi svjetlosnih godina i zemaljskih godina čine sličnim, ako ne i istim. Postoji želja da ih usporedimo. Ovdje prvo morate odabrati što se podrazumijeva pod zemaljskom godinom. Može se definirati kao udaljenost koju naš planet prijeđe u 365 dana. Uz ove parametre, jedno svjetlosno razdoblje bit će jednako 63 tisuće zemaljskih godina.
Ako se zemaljski računa u danima, tada će se smatrati jedinicom vremena. A svjetlost simbolizira daljinu. A usporedba takvih vrijednosti je besmislena. U ovom slučaju nema odgovora na pitanje.
Video
Ovaj video će vam pomoći da shvatite što je svjetlosna godina.
Niste dobili odgovor na svoje pitanje? Predložite temu autorima.
Da biste razumjeli značenje pojma "svjetlosna godina", prvo se morate sjetiti školskog tečaja fizike, posebno dijela koji se tiče brzine svjetlosti. Dakle, brzina svjetlosti u vakuumu, gdje na nju ne utječu razni čimbenici, poput gravitacijskih i magnetskih polja, lebdećih čestica, loma prozirnog medija i sl., iznosi 299.792,5 kilometara u sekundi. Morate shvatiti da u ovom slučaju svjetlo znači ono što se percipira ljudskim vidom.
Manje poznate jedinice udaljenosti su svjetlosni mjesec, tjedan, dan, sat, minuta i sekunda.Svjetlost se dosta dugo smatrala beskonačnom količinom, a prvi koji je izračunao približnu brzinu svjetlosnih zraka u vakuumu bio je astronom Olaf Roemer sredinom 17. stoljeća. Naravno, njegovi su podaci bili vrlo približni, ali je važna sama činjenica određivanja konačne vrijednosti brzine. Godine 1970. brzina svjetlosti određena je s točnošću od jednog metra u sekundi. Točniji rezultati još nisu postignuti, jer su problemi nastali s pogreškom etalona mjerača.
Svjetlosna godina i druge udaljenosti
Budući da su udaljenosti ogromne, njihovo mjerenje u konvencionalnim jedinicama bilo bi neracionalno i nezgodno. Na temelju tih razmatranja uvedena je posebna - svjetlosna godina, odnosno udaljenost koju svjetlost prijeđe u takozvanoj Julijanskoj godini (jednaka 365,25 dana). S obzirom na to da svaki dan sadrži 86.400 sekundi, može se izračunati da zraka svjetlosti u godini prijeđe put nešto veći od 9,4 kilometara. Ova se vrijednost čini enormnom, međutim, na primjer, udaljenost do najbliže zvijezde Zemlji, Proxime Centauri, iznosi 4,2 godine, a promjer galaksije Mliječni put prelazi 100.000 svjetlosnih godina, odnosno vizualna opažanja koja se sada mogu napraviti odražavaju sliku koja je postojala prije stotina tisuća godina.
Zraka svjetlosti prijeđe udaljenost od Zemlje do Mjeseca za otprilike jednu sekundu, ali sunčevoj svjetlosti treba više od osam minuta da stigne do našeg planeta.
U profesionalnoj astrofizici koncept svjetlosne godine se rijetko koristi. Znanstvenici prvenstveno koriste jedinice kao što su parsek i astronomska jedinica. Parsec je udaljenost do zamišljene točke s koje se radijus Zemljine orbite vidi pod kutom od jedne lučne sekunde (1/3600 stupnja). Prosječni radijus orbite, odnosno udaljenost od Zemlje do Sunca, naziva se astronomska jedinica. Parsek je jednak otprilike tri svjetlosne godine ili 30,8 bilijuna kilometara. Astronomska jedinica približno je jednaka 149,6 milijuna kilometara.
Upravo se ova definicija preporučuje za korištenje u znanstveno-popularnoj literaturi. U stručnoj literaturi za izražavanje velikih udaljenosti umjesto svjetlosnih godina obično se koriste parseci i višekratnici jedinica (kilo- i megaparseci).
Ranije (prije 1984.), svjetlosna godina je bila udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj tropskoj godini, pripisana epohi 1900.0. Nova definicija razlikuje se od stare za otprilike 0,002%. Budući da se ova jedinica udaljenosti ne koristi za mjerenja visoke preciznosti, nema praktične razlike između starih i novih definicija.
Numeričke vrijednosti
Svjetlosna godina jednaka je:
- 9,460,730,472,580,800 metara (približno 9,5 petametara)
Povezane jedinice
Sljedeće jedinice se koriste prilično rijetko, obično samo u popularnim publikacijama:
- 1 svjetlosna sekunda = 299.792,458 km (točno)
- 1 svjetlosna minuta ≈ 18 milijuna km
- 1 svjetlosni sat ≈ 1079 milijuna km
- 1 svjetlosni dan ≈ 26 milijardi km
- 1 svjetlosni tjedan ≈ 181 milijardi km
- 1 svjetlosni mjesec ≈ 790 milijardi km
Udaljenost u svjetlosnim godinama
Svjetlosna godina je prikladna za kvalitativno predstavljanje ljestvica udaljenosti u astronomiji.
| Skala | Vrijednost (St. godine) | Opis |
|---|---|---|
| sekundi | 4 10 −8 | Prosječna udaljenost od Mjeseca je otprilike 380.000 km. To znači da će snopu svjetlosti emitiranom s površine Zemlje trebati oko 1,3 sekunde da stigne do površine Mjeseca. |
| minuta | 1,6·10−5 | Jedna astronomska jedinica jednaka je približno 150 milijuna kilometara. Dakle, svjetlost putuje od Sunca do Zemlje za približno 500 sekundi (8 minuta 20 sekundi). |
| Gledati | 0,0006 | Prosječna udaljenost od Sunca do Plutona je otprilike 5 svjetlosnih sati. |
| 0,0016 | Uređaji serije Pioneer i Voyager koji lete izvan Sunčevog sustava, u 30-ak godina od lansiranja, prešli su na udaljenost od oko stotinu astronomskih jedinica od Sunca, a njihovo vrijeme odgovora na zahtjeve sa Zemlje je približno 14 sati. | |
| Godina | 1,6 | Unutarnji rub hipotetskog Oortova oblaka nalazi se na 50.000 AJ. e. od Sunca, a vanjski - 100 000 a. e. Trebat će oko godinu i pol da svjetlost prijeđe udaljenost od Sunca do vanjskog ruba oblaka. |
| 2,0 | Maksimalni radijus područja gravitacijskog utjecaja Sunca (“Hill Spheres”) je približno 125 000 AJ. e. | |
| 4,22 | Nama najbliža zvijezda (ne računajući Sunce), Proxima Centauri, nalazi se na udaljenosti od 4,22 svjetlosne godine. godine . | |
| tisućljeće | 26 000 | Središte naše galaksije udaljeno je od Sunca otprilike 26 000 svjetlosnih godina. |
| 100 000 | Promjer diska naše Galaksije je 100.000 svjetlosnih godina. | |
| Milijuni godina | 2,5 10 6 | Nama najbliža spiralna galaksija, M31, poznata Andromedina galaksija, udaljena je 2,5 milijuna svjetlosnih godina. |
| 3.14 10 6 | Galaksija Trokut (M33) udaljena je 3,14 milijuna svjetlosnih godina i najudaljeniji je nepokretni objekt vidljiv golim okom. | |
| 5,9 10 7 | Najbliži klaster galaksija, klaster Virgo, udaljen je 59 milijuna svjetlosnih godina. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | Gravitacijska anomalija "Veliki atraktor" nalazi se na udaljenosti od 150-250 milijuna svjetlosnih godina od nas. | |
| Milijarde godina | 1,2 10 9 | Sloanov zid jedna je od najvećih formacija u svemiru, dimenzija mu je oko 350 Mpc. Trebat će oko milijardu godina da svjetlost putuje s kraja na kraj. |
| 1,4 10 10 | Veličina uzročno povezanog područja svemira. Izračunava se iz starosti Svemira i maksimalne brzine prijenosa informacija – brzine svjetlosti. | |
| 4,57 10 10 | Prateća udaljenost od Zemlje do ruba vidljivog svemira u bilo kojem smjeru; prateći radijus promatranog svemira (u okviru standardnog kozmološkog modela Lambda-CDM). |
Skale galaktičke udaljenosti
- Astronomska jedinica s dobrom točnošću jednaka je 500 svjetlosnih sekundi, odnosno svjetlost od Sunca do Zemlje stiže za oko 500 sekundi.
vidi također
Linkovi
- Međunarodna organizacija za standardizaciju. 9.2 Mjerne jedinice
Bilješke
Zaklada Wikimedia. 2010.
Pogledajte što je "Svjetlosna godina" u drugim rječnicima:
Izvansistemska jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji; 1 S.g. jednak je udaljenosti koju svjetlost prijeđe u 1 godini. 1 S. g. = 0,3068 parsek = 9,4605 1015 m. Fizički enciklopedijski rječnik. M.: Sovjetska enciklopedija. Glavni urednik A. M. Prokhorov... ... Fizička enciklopedija
SVJETLOSNA GODINA, jedinica astronomske udaljenosti jednaka udaljenosti koju svjetlost prijeđe u svemiru ili u VAKUUMU u jednoj tropskoj godini. Jedna svjetlosna godina jednaka je 9,46071012 km... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik
SVJETLOSNA GODINA, jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji: put koji svjetlost prijeđe za 1 godinu, t.j. 9,466?1012 km. Udaljenost do najbliže zvijezde (Proxima Centauri) je otprilike 4,3 svjetlosne godine. Najudaljenije zvijezde u Galaksiji nalaze se na... ... Moderna enciklopedija
Jedinica međuzvjezdanih udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, tj. 9,46?1012 km... Veliki enciklopedijski rječnik
Svjetlosna godina- SVJETLOSNA GODINA, jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji: put koji svjetlost prijeđe za 1 godinu, t.j. 9.466´1012 km. Udaljenost do najbliže zvijezde (Proxima Centauri) je otprilike 4,3 svjetlosne godine. Najudaljenije zvijezde u Galaksiji nalaze se na... ... Ilustrirani enciklopedijski rječnik
Izvansistemska jedinica za duljinu koja se koristi u astronomiji. 1 svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u 1 godini. 1 svjetlosna godina jednaka je 9,4605E+12 km = 0,307 kom... Astronomski rječnik
Jedinica međuzvjezdanih udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, odnosno 9,46·1012 km. * * * SVJETLOSNA GODINA SVJETLOSNA GODINA, jedinica za međuzvjezdane udaljenosti; put koji svjetlost prijeđe za godinu dana, tj. 9,46×1012 km... enciklopedijski rječnik
Svjetlosna godina- jedinica udaljenosti jednaka putu koji svjetlost prijeđe u jednoj godini. Svjetlosna godina jednaka je 0,3 parseka... Pojmovi moderne prirodne znanosti. Rječnik osnovnih pojmova
Istražujući vlastiti planet, tijekom stotina godina ljudi su izmišljali sve više i više novih sustava za mjerenje segmenata udaljenosti. Kao rezultat toga, odlučeno je da se jedan metar smatra univerzalnom jedinicom za duljinu, a duga udaljenost mjeri se u kilometrima.
Ali dolazak dvadesetog stoljeća donio je čovječanstvu novi problem. Ljudi su počeli pažljivo proučavati svemir - i pokazalo se da je prostranstvo Svemira toliko golemo da kilometri ovdje jednostavno nisu prikladni. U konvencionalnim jedinicama još uvijek možete izraziti udaljenost od Zemlje do Mjeseca ili od Zemlje do Marsa. Ali ako pokušate odrediti koliko kilometara je najbliža zvijezda udaljena od našeg planeta, brojka “preraste” u nezamisliv broj decimalnih mjesta.
Čemu je jednaka 1 svjetlosna godina?
Postalo je očito da je potrebna nova mjerna jedinica za istraživanje prostora svemira - a svjetlosna godina je to postala. U jednoj sekundi svjetlost prijeđe 300.000 kilometara. Svjetlosna godina - ovo je udaljenost koju će svjetlost prijeći za točno godinu dana – a prevedena u poznatiji brojevni sustav, ta je udaljenost jednaka 9.460.730.472.580,8 kilometara. Jasno je da je korištenje lakonske "jedne svjetlosne godine" puno prikladnije od korištenja ove ogromne brojke u izračunima svaki put.
Od svih zvijezda, Proxima Centauri nam je najbliža - udaljena je “samo” 4,22 svjetlosne godine. Naravno, u kilometrima brojka će biti nezamislivo velika. No, sve se uči u usporedbi – ako se uzme u obzir da je najbliža galaksija Andromeda čak 2,5 milijuna svjetlosnih godina udaljena od Mliječne staze, gore spomenuta zvijezda doista se počinje činiti kao vrlo bliski susjed.
Usput, korištenje svjetlosnih godina pomaže znanstvenicima da razumiju u kojim kutovima Svemira ima smisla tražiti inteligentan život, a gdje je slanje radio signala potpuno beskorisno. Uostalom, brzina radijskog signala slična je brzini svjetlosti - shodno tome, pozdrav upućen prema dalekoj galaksiji stići će na odredište tek nakon milijuna godina. Razumnije je očekivati odgovor od bližih "susjeda" - objekata čiji će hipotetski signali odgovora doći do zemaljskih uređaja barem tijekom života osobe.
1 svjetlosna godina je koliko Zemljinih godina?
Postoji široko rasprostranjeno pogrešno mišljenje da je svjetlosna godina jedinica vremena. Zapravo, to nije točno. Pojam nema nikakve veze sa zemaljskim godinama, ni na koji način s njima ne korelira i odnosi se isključivo na udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj zemaljskoj godini.
