Відстань 4 світлових років. Як вимірюється відстань до зірок і що таке світловий рік? Світловий рік і інші відстані

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

Світловий рік - це позасистемна одиниця вимірювання відстаней в космічному просторі. Вона повсюдно використовується в популярних книгах та підручниках з астрономії. Проте, в професійній астрофізиці дана цифра використовується вкрай рідко і найчастіше для визначення відстаней до недалеким об'єктів в 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 і незручно. Тому замість світлового року в професійній астрономії використовуються така одиниця виміру як, якій набагато зручніше оперувати при творі складних математичних розрахунків.

визначення терміна

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

Світловий рік дорівнює 9,46 трильйонів кілометрів. Саме таку відстань промінь світла проходить за рік. Але як астрономи домоглися такого точного визначення променевого шляху? Про це ми поговоримо нижче.

Як визначили швидкість світла

У стародавні часи вважалося, що світло поширюється у Всесвіті миттєво. Однак починаючи з сімнадцятого століття, вчені почали сумніватися в цьому. Першим в вище запропонованому затвердження засумнівався Галілей. Саме він пробував визначити час, за яке промінь світла проходить відстань в 8 км. Але через те, що таке відстань було мізерно малим для такої величини, як швидкість світла, експеримент закінчився невдачею.

Першим серйозним зрушенням в цьому питанні було спостереження відомого данського астронома Олафа Ремер. У 1676 році він помітив різницю в часі затемнення в залежності 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, віддзеркалюючи від них, щоб пройти відстань до нашої планети.

Суть даного факту Ремер вловив точно, але ось обчислити достовірну величину швидкості світла йому так і не вдалося. Його підрахунки були невірні, оскільки в сімнадцятому столітті він не міг мати у своєму розпорядженні точних даних про відстані від Землі до інших планет Сонячної системи. Ці дані були визначені дещо пізніше.

Подальші зрушення в дослідженнях і визначення світлового року

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

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

Точна швидкість світла

Точну швидкість світла вченим вдалося визначити лише в минулому столітті. Грунтуючись на теорії електромагнетизму Максвелла, за допомогою сучасної лазерної техніки і 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 і рік було вже справою техніки. Шляхом нехитрих обчислень вчені отримали цифру 9,46 трильйонів кілометрів - саме стільки часу знадобилося б променю світла для того, щоб облетіти довжину земної орбіти.

Напевно, почувши в якомусь фантастичному бойовику вираз а-ля «до Татуїна двадцять світлових років», Багато задавалися закономірними питаннями. Озвучу деякі з них:

Хіба рік - це не час?

Тоді що ж таке світловий рік?

Скільки в ньому кілометрів?

За скільки подолає світловий рік космічний корабель з землі?

Сьогоднішню статтю я вирішив присвятити поясненню значення цієї одиниці виміру, порівняно її з нашими звичними кілометрами і демонстрації масштабів, якими оперує Всесвіт.

Віртуальний гонщик.

Уявімо собі людину, в порушення всіх правил мчить по шосе зі швидкістю 250 км / год. За дві години він подолає 500 км, а за чотири - цілих 1000. Якщо, звичайно, не розіб'ється в процесі ...

Здавалося б, ось це швидкість! Але для того, щоб обігнути всю земну кулю (≈ 40 000 км), нашому гонщику знадобиться в 40 разів більше часу. А це вже 4 х 40 \u003d 160 годин. Або майже цілий тиждень безперервної їзди!

У підсумку, однак, ми не скажемо, що він подолав 40 000 000 метрів. Так як лінь завжди змушувала нас придумувати і вживати більш короткі альтернативні одиниці виміру.

Межа.

Зі шкільного курсу фізики кожному повинно бути відомо, що найшвидший їздець у Всесвіту - світло. За одну секунду його промінь долає відстань приблизно 300 000 км, а земну кулю, таким чином, він обігне за 0,134 секунди. Це в 4 298 507 разів швидше, ніж наш віртуальний гонщик!

від землі до місяця світло доходить в середньому за 1,25 с, до сонця ж його промінь домчить трохи більше, ніж за 8 хвилин.

Колосально, чи не так? Але ж поки не доведено існування швидкостей, великих швидкості світла. Тому вчений світ вирішив, що логічно буде вимірювати космічні масштаби в одиницях, які за певні інтервали часу проходить радіохвиля (якою світло, зокрема, і є).

Відстані.

Таким чином, світловий рік - ні що інше, як відстань, яку промінь світла долає за один рік. У міжзоряних масштабах використовувати одиниці відстані, менші цієї, не має особливого сенсу. І все ж вони є. Ось їх наближені значення:

1 світлова секунда ≈ 300 000 км;

1 світлова хвилина ≈ 18 000 000 км;

1 світловий годину ≈ 1 080 000 000 км;

1 світлові доба ≈ 26 000 000 000 км;

1 світлова тиждень ≈ 181 000 000 000 км;

1 світловий місяць ≈ 790 000 000 000 км.

А тепер, щоб ви розуміли, звідки беруться цифри, обчислимо, чому дорівнює один світловий рік.

У році 365 діб, в добі 24 години, в годині 60 хвилин, а в хвилині 60 секунд. Таким чином, рік складається з 365 х 24 х 60 х 60 \u003d 31 536 000 секунд. За одну секунду світло проходить 300 000 км. Отже, за рік його промінь подолає відстань 31 536 000 х 300 000 \u003d 9 460 800 000 000 км.

Це число читається так: ДЕВ'ЯТЬ трильйона, ЧОТИРИСТА ШІСТДЕСЯТ МІЛЬЯРДІВ І ВІСІМСОТ МІЛЬЙОНІВ кілометрів.

Звичайно, точне значення світлового року злегка відрізняється від обчисленого нами. Але при описі відстаней до зірок в науково-популярних статтях найвища точність в принципі не потрібна, і сотня-інша мільйонів кілометрів тут особливої \u200b\u200bролі не зіграють.

А тепер продовжимо наші уявні експерименти ...

Масштаби.

Припустимо, що сучасний космічний корабель покидає Сонячну систему з третьою космічною швидкістю (≈ 16,7 км / с). перший світловий рік він подолає за 18000 років!

4,36 світлових року до найближчої до нас зоряної системи ( Альфи Центавра, См. Зображення на початку) він подолає приблизно за 78 тисяч років!

нашу галактику Чумацький Шлях, Що має в поперечнику приблизно 100 000 світлових років, Він перетне за 1 млрд. 780 млн. Років.

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії; 1 С. р дорівнює відстані, яку проходить світлом за 1 рік. 1 С. р \u003d 0,3068 парсек \u003d 9,4605 1015 м. Фізичний енциклопедичний словник. М .: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. ... ... фізична енциклопедія

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

СВІТОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом за 1 рік, тобто 9,466? 1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксима Кентавра) приблизно 4,3 світлових роки. Найбільш віддалені зірки Галактики знаходяться на ... ... сучасна енциклопедія

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

світловий рік - СВІТОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом за 1 рік, тобто 9,466'1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксима Кентавра) приблизно 4,3 світлових роки. Найбільш віддалені зірки Галактики знаходяться на ... ... Ілюстрований енциклопедичний словник

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії. 1 світловий рік відстань, яке проходить світло за 1 рік. 1 світловий рік дорівнює 9.4605E + 12 км \u003d 0.307 пк ... астрономічний словник

Одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, тобто 9,46 · 1012 км. * * * СВІТОВИЙ РІК СВІТОВИЙ РІК, одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, т. е. 9,46Ч1012 км ... енциклопедичний словник

світловий рік - одиниця відстані, що дорівнює відстані, яку проходить світлом за один рік. Світловий рік дорівнює 0,3 пса ... Концепції 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 \u003d 9,46073 · 10¹² km. atitikmenys: angl. light ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

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

книги

• Захоплююча астрономія, Качур Олена, Про книгу У новій і довгоочікуваної книзі Чевостік і дядько Кузя відправляються в обсерваторію! Тут їх чекає захоплююче знайомство з небесними світилами, що прикрашають наше нічне небо. Разом з… Категорія: Людина. Земля. Всесвіт Серія: Дитячі енциклопедії з Чевостік Видавець: Манн, Іванов і Фербер,
• Назад шляху немає комплект з 3 книг, Лук'янов А., 1. «Цунамі. Книга перша. Сотрясатель землі ». 1999 год. Єгор і Юся Круглова залишаються без піклування дорослих. Попереду їх не чекає нічого хорошого. Інвалідність перетворила братів в похмурих ... Категорія:

Досліджуючи власну планету, на протязі сотень років люди винаходили все нові і нові системи для вимірювання відрізків відстані. В результаті було вирішено вважати універсальною одиницею довжини один метр, а великий шлях вимірювати в кілометрах.

Але наступив двадцяте століття поставив перед людством нову проблему. Люди почали уважно вивчати космос - і виявилося, що простори Всесвіту неосяжні настільки, що кілометри тут просто не годяться. У звичних одиницях ще можна висловити відстань від Землі до Місяця або від Землі до Марса. Але от якщо намагатися визначити, на скільки кілометрів від нашої планети найближча зірка, цифра «обростає» неймовірною кількістю знаків після коми.

Чому дорівнює 1 світловий рік?

Стало очевидно, що для дослідження просторів космосу необхідна нова одиниця вимірювання - і нею став світловий рік. За одну секунду світло проходить 300 000 км. світловий рік - це відстань, яку світло пройде рівно за рік - і в перекладі на більш звичну систему числення яку дорівнює 9 460 730 472 580, 8 кілометра. Зрозуміло, що використовувати лаконічне «один світловий рік» набагато зручніше, ніж кожен раз застосовувати в розрахунках цю величезну цифру.

З усіх зірок найближче до нас знаходиться Проксима Центавра - вона видалена «всього лише» на 4,22 світлових року. Звичайно, в перерахунку на кілометри цифра вийде неймовірно величезною. Однак все пізнається в порівнянні - якщо враховувати, що найближча галактика під назвою Андромеда відстоїть від Чумацького Шляху на цілих 2,5 мільйона світлових років, вищезгадана зірка і правда починає здаватися дуже близькою сусідкою.

До речі, використання світлових років допомагає вченим зрозуміти, в яких куточках Всесвіту має сенс шукати розумне життя, а куди посилати радіосигнали абсолютно марно. Адже швидкість радіосигналу аналогічна швидкості світла - відповідно, вітання, відправлене в сторону далекої галактики, досягне мети лише через мільйони років. Відповіді розумніше чекати від ближчих «сусідів» - об'єктів, гіпотетичні відповідні сигнали яких доберуться до земних апаратів хоча б протягом життя людини.

1 світловий рік це скільки земних років?

Широко поширена помилкова думка, що світловий рік є одиницею вимірювання часу. Насправді, це не так. Термін не має ніякого відношення до земних років, ніяк з ними не співвідноситься і позначає виключно відстань, яку світло проходить за один земний рік.

Галактичні масштаби відстаней

Світловий рік ( св. м, ly) - позасистемна одиниця довжини, що дорівнює відстані, яку проходить світлом за один рік.

Більш точно, за визначенням Міжнародного астрономічного союзу (МАС) світловий рік дорівнює відстані, яку світло проходить у вакуумі, не відчуваючи впливу гравітаційних полів, за один юліанський рік (що дорівнює за визначенням 365,25 стандартної доби по 86 400 секунд СІ, або 31 557 600 секунд). Саме це визначення рекомендовано для використання в науково-популярній літературі. У фаховій літературі для вираження великих відстаней замість світлового року зазвичай використовуються парсеки і кратні одиниці (кіло і мегапарсек).

Раніше (до 1984 року) світловим роком називалося відстань, яку проходить світлом за один тропічний рік, віднесений до епохи 1900,0. Нове визначення відрізняється від старого приблизно на 0,002%. Так як дана одиниця відстані не використовується для високоточних вимірювань, практичного відмінності між старим і новим визначеннями немає.

числові значення

Світловий рік дорівнює:

• 9 460 730 472 580 800 метрам (приблизно 9,46 петаметрам)
• 63 241,077 астрономічної одиниці (а. Е.)
• 0,306 601 пса

пов'язані одиниці

Наведені нижче одиниці використовуються досить рідко, зазвичай лише в популярних публікаціях:

• 1 світлова секунда \u003d 299 792,458 км (точно)
• 1 світлова хвилина ≈ 18 млн км
• 1 світловий годину ≈ 1079 млн км
• 1 світлові доба ≈ 26 млрд км
• 1 світлова тиждень ≈ 181 млрд км
• 1 світловий місяць ≈ 790 млрд км

Відстань в світлових роках

Світловий рік зручний для якісного представлення масштабів відстані в астрономії.