المسافة 4 سنوات ضوئية. كيف تقاس المسافة إلى النجوم وما هي السنة الضوئية؟ سنة ضوئية ومسافات أخرى

هل تعلم لماذا لا يستخدم علماء الفلك السنوات الضوئية لحساب المسافات للأجسام البعيدة في الفضاء؟

السنة الضوئية هي وحدة قياس غير نظامية للمسافات في الفضاء الخارجي. يتم استخدامه بشكل شائع في الكتب والكتب المدرسية الشائعة في علم الفلك. ومع ذلك ، في الفيزياء الفلكية الاحترافية ، نادرًا ما يُستخدم هذا الرقم لتحديد المسافات إلى الأجسام القريبة في الفضاء. السبب في ذلك بسيط: إذا حددت المسافة بالسنوات الضوئية للأجسام البعيدة في الكون ، فسيكون الرقم ضخمًا جدًا بحيث سيكون من غير العملي وغير الملائم استخدامه في الحسابات الفيزيائية والرياضية. لذلك ، بدلاً من السنة الضوئية ، يستخدم علم الفلك المحترف وحدة قياس مثل ، والتي تكون أكثر ملاءمة للعمل عند إجراء حسابات رياضية معقدة.

تعريف المصطلح

يمكننا أن نجد تعريف مصطلح "سنة ضوئية" في أي كتاب مدرسي لعلم الفلك. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في سنة أرضية واحدة. قد يرضي هذا التعريف الهواة ، لكن عالم الكونيات سيعتبره غير مكتمل. سيلاحظ أن السنة الضوئية ليست فقط المسافة التي يقطعها الضوء في السنة ، بل هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في فراغ في 365.25 يومًا على الأرض دون أن يتأثر بالمجالات المغناطيسية.

طول السنة الضوئية 9.46 تريليون كيلومتر. هذه هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في السنة. ولكن كيف حقق علماء الفلك مثل هذا التحديد الدقيق لمسار الأشعة؟ سنتحدث عن هذا أدناه.

كيف تم تحديد سرعة الضوء

في العصور القديمة ، كان يعتقد أن الضوء ينتشر في الكون على الفور. ومع ذلك ، ابتداء من القرن السابع عشر ، بدأ العلماء يشكون في هذا. كان جاليليو أول من شكك في البيان أعلاه. هو الذي حاول تحديد الوقت الذي يستغرقه شعاع من الضوء لقطع مسافة 8 كيلومترات. ولكن نظرًا لحقيقة أن هذه المسافة كانت مهملة لقيمة مثل سرعة الضوء ، فقد انتهت التجربة بالفشل.

كان أول تحول كبير في هذه المسألة هو ملاحظة عالم الفلك الدنماركي الشهير أولاف رومر. في عام 1676 ، لاحظ اختلافًا في وقت حدوث الكسوف اعتمادًا على نهج ومسافة الأرض بالنسبة لهم في الفضاء الخارجي. نجح رومر في ربط هذه الملاحظة بحقيقة أنه كلما ابتعدت الأرض عنها ، كلما استغرق الضوء المنعكس منها وقتًا أطول لقطع المسافة إلى كوكبنا.

أدرك رومر جوهر هذه الحقيقة تمامًا ، لكنه لم ينجح في حساب القيمة الموثوقة لسرعة الضوء. كانت حساباته غير صحيحة ، لأنه في القرن السابع عشر لم يكن لديه بيانات دقيقة عن المسافة من الأرض إلى الكواكب الأخرى في النظام الشمسي. تم تحديد هذه البيانات إلى حد ما في وقت لاحق.

مزيد من التقدم في البحث وتحديد السنة الضوئية

في عام 1728 ، كان عالم الفلك الإنجليزي جيمس برادلي ، الذي اكتشف تأثير الانحراف في النجوم ، أول من قام بحساب السرعة التقريبية للضوء. حدد قيمتها عند 301 ألف كم / ثانية. لكن هذه القيمة كانت غير دقيقة. تم إجراء طرق أكثر تقدمًا لحساب سرعة الضوء بغض النظر عن الأجسام الكونية - على الأرض.

تم إجراء ملاحظات لسرعة الضوء في الفراغ باستخدام عجلة دوارة ومرآة بواسطة A. Fisot و L. Foucault ، على التوالي. بمساعدتهم ، تمكن الفيزيائيون من الاقتراب من القيمة الحقيقية لهذه القيمة.

سرعة الضوء الدقيقة

تمكن العلماء من تحديد السرعة الدقيقة للضوء فقط في القرن الماضي. استنادًا إلى نظرية ماكسويل للكهرومغناطيسية ، بمساعدة تقنية الليزر الحديثة والحسابات المصححة لمؤشر الانكسار لتدفق الأشعة في الهواء ، تمكن العلماء من حساب القيمة الدقيقة لسرعة الضوء 299792.458 كم / ثانية. لا يزال علماء الفلك يستخدمون هذه القيمة. علاوة على ذلك ، كان تحديد ساعات النهار والشهر والسنة مسألة تقنية بالفعل. من خلال حسابات بسيطة ، حصل العلماء على رقم 9.46 تريليون كيلومتر - هذا هو الوقت الذي سيستغرقه شعاع الضوء ليطير حول طول مدار الأرض.

بالتأكيد ، بعد أن سمعت في بعض أفلام الحركة الرائعة تعبيرًا على غرار "تاتوين العشرين" سنوات ضوئية"، طرح العديد أسئلة مشروعة. سوف أعبر عن بعضها:

أليست السنة هي الوقت؟

ما هي اذا سنة ضوئية?

كم عدد الكيلومترات هناك؟

كم سيستغرق الأمر سنة ضوئية سفينة الفضاء مع أرض?

قررت تخصيص مقال اليوم لشرح معنى وحدة القياس هذه ، ومقارنتها بالكيلومترات المعتادة وبيان المقاييس التي تعمل بها كون.

متسابق افتراضي.

تخيل شخصًا ينتهك جميع القواعد ، يندفع على طول الطريق السريع بسرعة 250 كم / ساعة. في غضون ساعتين سيتغلب على 500 كم ، وفي أربعة - ما يصل إلى 1000. إلا إذا ، بالطبع ، سيتعطل في هذه العملية ...

يبدو أن هذه هي السرعة! ولكن من أجل الإبحار حول الكرة الأرضية بأكملها (40000 كم) ، سيحتاج راكبنا 40 مرة أطول. وهذا بالفعل 4 × 40 \u003d 160 ساعة. أو ما يقرب من أسبوع كامل من القيادة المستمرة!

لكن في النهاية لن نقول إنه قطع 40 مليون متر. منذ أن أجبرنا الكسل دائمًا على ابتكار واستخدام وحدات قياس بديلة أقصر.

حد.

من دورة الفيزياء المدرسية ، يجب أن يعرف الجميع أن أسرع متسابق في الكون - ضوء. في ثانية واحدة ، يغطي شعاعها مسافة 300000 كيلومتر ، وبالتالي ، ستدور حول الكرة الأرضية في 0.134 ثانية. هذا 4،298،507 مرات أسرع من المتسابق الافتراضي لدينا!

من عند أرض قبل القمر يصل الضوء إلى متوسط \u200b\u200b1.25 ثانية إلى شموس سوف يطير شعاعها في ما يزيد قليلاً عن 8 دقائق.

كولوسال ، أليس كذلك؟ لكن وجود سرعات أعلى من سرعة الضوء لم يثبت بعد. لذلك ، قرر العالم العلمي أنه سيكون من المنطقي قياس المقاييس الكونية بالوحدات التي تمر بها موجة الراديو على فترات زمنية معينة (والتي يكون الضوء فيها على وجه الخصوص).

المسافات.

وهكذا ، سنة ضوئية - ليس أكثر من المسافة التي يقطعها شعاع من الضوء في عام واحد. على نطاق بين النجوم ، فإن استخدام وحدات مسافة أصغر من هذا لا معنى له. ومع ذلك هم كذلك. فيما يلي قيمهم التقريبية:

1 ثانية ضوئية ≈ 300000 كم ؛

1 دقيقة ضوئية ≈ 18.000.000 كم ؛

1 ساعة ضوئية ≈ 1.080.000.000 كم ؛

1 يوم ضوئي ≈ 26.000.000.000 كم ؛

أسبوع واحد خفيف ≈ 181.000.000.000 كم ؛

شهر واحد ضوئي ≈ 790.000.000.000 كم.

والآن ، حتى تفهم من أين تأتي الأرقام ، دعنا نحسب ما هو واحد سنة ضوئية.

هناك 365 يومًا في السنة ، و 24 ساعة في اليوم ، و 60 دقيقة في الساعة ، و 60 ثانية في الدقيقة. وبالتالي ، تتكون السنة من 365 × 24 × 60 × 60 \u003d 31.536000 ثانية. في ثانية واحدة ، يسافر الضوء 300000 كم. وبالتالي ، سيغطي شعاعها في عام مسافة 31.536.000 × 300.000 \u003d 9460.800.000.000 كم.

هذا الرقم يقرأ على النحو التالي: تسعة تريليون وأربعة وستين مليار وثمانية ملايين كيلومترات.

بالطبع المعنى الدقيق سنة ضوئية يختلف قليلاً عما حسبناه. ولكن عند وصف المسافات إلى النجوم في المقالات العلمية الشائعة ، فإن الدقة القصوى ، من حيث المبدأ ، ليست ضرورية ، ولن تلعب مائة أو مليوني كيلومتر دورًا خاصًا هنا.

الآن دعنا نكمل تجاربنا الفكرية ...

المقياس.

افترض الحديث سفينة فضائية اوراق اشجار النظام الشمسي مع السرعة الكونية الثالثة (≈ 16.7 كم / ث). الأول سنة ضوئية سوف يتغلب عليها في 18000 سنة!

4,36 سنوات ضوئية إلى أقرب نظام نجمي ( ألفا قنطورسانظر الصورة في البداية) سيتغلب عليها في حوالي 78 ألف سنة!

لنا مجرة درب التبانةيبلغ قطرها حوالي 100000 سنوات ضوئية، سوف تتجاوز مليار و 780 مليون سنة.

وحدة طول غير نظامية مستخدمة في علم الفلك ؛ 1 S. g تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. سنة واحدة \u003d 0.3068 فرسخ فلكي \u003d 9.4605 1015 م القاموس الموسوعي المادي. م: الموسوعة السوفيتية. رئيس التحرير إيه إم بروخوروف ... ... موسوعة فيزيائية

LIGHT YEAR ، وحدة للمسافة الفلكية تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في الفضاء المفتوح أو في الفراغ في سنة استوائية واحدة. سنة ضوئية واحدة تساوي 9.46071012 كم ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

LIGHT YEAR ، وهي وحدة طول مستخدمة في علم الفلك: المسار يقطعه الضوء في سنة واحدة ، أي. 9.466 × 1012 كم. أقرب نجم (Proxima Centaur) يبعد حوالي 4.3 سنة ضوئية. تقع أبعد نجوم المجرة على ... ... الموسوعة الحديثة

وحدة المسافة بين النجوم. المسار الذي يقطعه الضوء في السنة ، أي 9.46 × 1012 كم ... قاموس موسوعي كبير

سنة ضوئية - LIGHT YEAR ، وهي وحدة طول مستخدمة في علم الفلك: المسار يقطعه الضوء في سنة واحدة ، أي كم 9،466´1012. المسافة إلى أقرب نجم (Proxima Centaur) حوالي 4.3 سنة ضوئية. تقع أبعد نجوم المجرة على ... ... قاموس موسوعي مصور

وحدة طول غير نظامية مستخدمة في علم الفلك. 1 سنة ضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. 1 سنة ضوئية تساوي 9.4605E + 12 كم \u003d 0.307 قطعة ... القاموس الفلكي

وحدة المسافات بين النجوم. المسار الذي يقطعه الضوء في السنة ، أي 9.46 · 1012 كم. * * * LIGHT YEAR LIGHT YEAR ، وحدة من المسافات بين النجوم ؛ المسار الذي يقطعه الضوء في السنة ، أي 9.46 × 1012 كم ... قاموس موسوعي

سنة ضوئية هي وحدة مسافة تساوي المسار الذي يسلكه الضوء في سنة واحدة. سنة ضوئية 0.3 فرسخ فلكي ... مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. مسرد للمصطلحات الأساسية

سنة ضوئية - šviesmetis status as T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas و lygus nuotoliui و kurį vakuume nusklinda šviesa لكل 1 atogrąžinius metus. ymimas šm: 1 ميكرون \u003d 9.46073 · 10¹² كم. atitikmenys: angl. ضوء…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

سنة ضوئية - šviesmetis status as T sritis fizika atitikmenys: angl. vok سنة ضوئية. ليشتهجر ، ن روس. سنة ضوئية ، برانك م. année lumière، f ... Fizikos terminų žodynas

كتب

• علم الفلك الرائع ، إيلينا كاتشور ، حول الكتاب في الكتاب الجديد الذي طال انتظاره ، يذهب شيفوستيك والعم كوزيا إلى المرصد! هنا سيكون لديهم معرفة رائعة بالأجرام السماوية التي تزين سماء الليل. معا مع… الفئة: الإنسان. أرض. كون السلسلة: موسوعات الأطفال مع Chevostik الناشر: مان وإيفانوف وفيربر,
• ليس هناك رجوع لمجموعة من 3 كتب ، أ. لوكيانوف ، 1. "تسونامي. احجز واحدا. هزازات الأرض ". 1999 سنة. تُرك ييغور ويوسيا كروغلوف دون رعاية من الكبار. لا شيء جيد ينتظرهم في المستقبل. عجز جعل الاخوة الظلام ... التصنيف:

اكتشف الناس على مدى مئات السنين ، وهم يكتشفون كوكبهم ، المزيد والمزيد من الأنظمة الجديدة لقياس أجزاء المسافة. نتيجة لذلك ، تقرر اعتبار المتر الواحد كوحدة عالمية للطول ، وقياس مسافة طويلة بالكيلومترات.

لكن بداية القرن العشرين طرحت مشكلة جديدة للبشرية. بدأ الناس في دراسة الفضاء بعناية - واتضح أن اتساع الكون هائل لدرجة أن الكيلومترات ببساطة غير مناسبة هنا. في الوحدات المعتادة ، لا يزال بإمكانك التعبير عن المسافة من الأرض إلى القمر أو من الأرض إلى المريخ. ولكن إذا حاولت تحديد عدد الكيلومترات الذي يبعد أقرب نجم عن كوكبنا ، فإن الرقم "يتضخم" بعدد لا يمكن تصوره من المنازل العشرية.

ما هي 1 سنة ضوئية؟

أصبح من الواضح أن هناك حاجة إلى وحدة قياس جديدة لاستكشاف مساحات الفضاء - وكانت تلك هي السنة الضوئية. في ثانية واحدة ، يسافر الضوء 300000 كيلومتر. سنة ضوئية - هذه هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة بالضبط - وعند ترجمتها إلى نظام أرقام أكثر شيوعًا ، فإن هذه المسافة تساوي 9460730472580.8 كيلومترًا. من الواضح أنه من الأنسب استخدام "سنة ضوئية واحدة" المقتضبة بدلاً من استخدام هذا الرقم الضخم في الحسابات في كل مرة.

من بين جميع النجوم ، يعتبر Proxima Centauri الأقرب إلينا - تتم إزالته "فقط" بمقدار 4.22 سنة ضوئية. بالطبع ، من حيث الكيلومترات ، سيكون الرقم ضخمًا بشكل لا يمكن تصوره. ومع ذلك ، يتم تعلم كل شيء عن طريق المقارنة - إذا اعتبرنا أن أقرب مجرة \u200b\u200bتسمى أندروميدا تقع على مسافة 2.5 مليون سنة ضوئية من مجرة \u200b\u200bدرب التبانة ، فإن النجم المذكور أعلاه يبدأ حقًا في الظهور كجار قريب جدًا.

بالمناسبة ، فإن استخدام السنوات الضوئية يساعد العلماء على فهم أركان الكون التي يكون من المنطقي البحث فيها عن حياة ذكية ، وأين يكون من غير المجدي تمامًا إرسال إشارات الراديو. بعد كل شيء ، فإن سرعة إشارة الراديو تشبه سرعة الضوء - وفقًا لذلك ، فإن التحية المرسلة إلى اتجاه مجرة \u200b\u200bبعيدة لن تصل إلى هدفها إلا بعد ملايين السنين. من المعقول أكثر أن نتوقع إجابة من "الجيران" الأقرب - الأشياء ، التي ستصل إشارات الاستجابة الافتراضية الخاصة بها إلى المركبات الأرضية على الأقل خلال حياة الشخص.

كم سنة على الأرض هي سنة ضوئية؟

هناك اعتقاد خاطئ واسع الانتشار بأن السنة الضوئية هي وحدة زمنية. في الحقيقة، ليس هذا هو الحال. هذا المصطلح لا علاقة له بالسنوات الأرضية ، ولا يرتبط بها بأي شكل من الأشكال ، ويشير فقط إلى المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة.

مقاييس المسافة المجرية

سنة ضوئية ( سانت. ز., لاي) هي وحدة طول غير نظامية تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة.

بتعبير أدق ، وفقًا لتعريف الاتحاد الفلكي الدولي (IAS) ، فإن السنة الضوئية تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ ، دون التعرض لتأثير مجالات الجاذبية ، في سنة جوليان واحدة (يساوي تعريفها 365.25 يومًا قياسيًا من 86400 ثانية SI ، أو 31557 ثانية) 600 ثانية). هذا هو التعريف الموصى به للاستخدام في أدبيات العلوم الشعبية. في الأدبيات المهنية ، تُستخدم الفرسخات الفلكية ومضاعفاتها (كيلو وميغابارسك) للتعبير عن المسافات الطويلة بدلاً من السنوات الضوئية.

في السابق (حتى عام 1984) كانت السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة استوائية واحدة ، تُنسب إلى الحقبة 1900.0. التعريف الجديد يختلف عن القديم بنحو 0.002٪. نظرًا لعدم استخدام وحدة المسافة هذه للقياسات عالية الدقة ، فلا يوجد فرق عملي بين التعريفين القديم والجديد.

القيم العددية

السنة الضوئية هي:

• 9460730472580800 متر (حوالي 9.46 بيتامترات)
• 63241.077 وحدة فلكية (AU)
• 0.306 601 فرسخ فلكي

الوحدات ذات الصلة

نادرًا ما يتم استخدام الوحدات أدناه ، وعادةً ما تكون فقط في المنشورات الشائعة:

• 1 ثانية ضوئية \u003d 299.792.458 كم (بالضبط)
• 1 دقيقة ضوئية ≈ 18 مليون كم
• 1 ساعة ضوئية ≈ 1079 مليون كم
• 1 يوم ضوئي ≈ 26 مليار كم
• 1 أسبوع ضوئي ≈ 181 مليار كيلومتر
• 1 شهر ضوئي ≈ 790 مليار كيلومتر

المسافة بالسنوات الضوئية

تعتبر السنة الضوئية جيدة لتمثيل مقاييس المسافة في علم الفلك.