0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сколько километров в световом году, и равен ли он земному

Сколько километров в световом году, и равен ли он земному

Огромные космические пространства очень трудно исчислять в километрах или милях. Ученые задумались о поиске других единиц измерения больших расстояний. Поклонники фантастических фильмов и книг часто слышат о световом годе. Но не каждый может объяснить, что значат данные слова. Некоторые не видят его отличие от обычного земного.

Эта величина – популярная единица измерения космического расстояния. При ее определении используют:

  • скорость света,
  • число секунд, равных 365 суткам.

Важное условие такого исчисления – отсутствие влияния на свет любых гравитационных полей. Этому требованию соответствует вакуум. Именно в нем остается постоянной скорость распространение любых электромагнитных лучей.

Световой год — это мера расстояния

Первое, что нужно четко уяснить, — световой год это не мера времени, а мера расстояния в астрономии, такая же как метр или километр, миля или аршин в обычной жизни. Чтобы понять это, вспомните, как можно измерить расстояние, если нельзя это сделать напрямую, с помощью линейки или землемерного циркуля?

Статья в тему:  30 сентября 1941 январь 1942. Через тернии к звездам

Как известно, расстояние, пройденное телом, равно скорости движения тела, умноженное на время движения (или s = v × t).

Теперь представьте, что вы пошли в магазин, до которого ровно три километра. И вы пошли со скоростью ровно 3 км/ч. Вопрос: за какое время вы дойдете до магазина? Очевидно, ровно за час! Поэтому можно сказать, что расстояние до магазина равно 3 км, а можно сказать, что оно равно 1 «человеческий час».

Но в «человеческих часах» расстояние никто не измеряет, потому что все мы ходим с разной скоростью. И даже один человек ходит по-разному: опаздывая на троллейбус, он почти бежит, а в парке неторопливо прогуливается. Значит, и время t, чтобы преодолеть расстояние до магазина, всегда будет разным.

Но что, если скорость движущегося тела будет всегда постоянна? Вне зависимости, куда, в каком направлении оно идет и при каких обстоятельствах проводятся измерения? Тогда, конечно, расстояние можно было бы измерять при помощи времени его перемещения, ведь в таком случае v в формуле постоянно и s зависит только от t.

Подождите, скажете вы, а разве есть такой объект, который движется всегда — всегда! — с постоянной скоростью?

Скорость света

Такой объект есть, и это свет! Как известно, скорость света в вакууме постоянна и равна 299 тысяч 792 километра и 458 метров в секунду или, округляя, 300000 км/с.

Статья в тему:  Что дает обучение в аспирантуре. Что выбрать: магистратуру или аспирантуру? Те, кто двигают науку

То есть за 1 секунду луч света проходит 300000 километров! Неплохо, правда? Если научиться каким-то образом измерять точное время, за которое свет преодолевает расстояние до объекта, то мы узнаем и расстояние до него!

Как это сделать? Ну, например, мы можем взять мощный лазер и посветить им в сторону Луны. Лазерный луч долетит до Луны, часть света отразится от ее поверхности и полетит в обратном направлении. В момент, когда он вернется на Землю и попадет в наши глаза, мы увидим на Луне световой зайчик. Если мы точно измерим промежуток времени между включением лазера и появлением на поверхности Луны зайчика, и умножим это время на скорость света, то мы узнаем расстояние, которое прошел лазер до Луны и обратно. Разделим это расстояние пополам и узнаем расстояние до Луны!

Лазерный луч, создающий в небе искусственную звезду для оценки состояния атмосферы. Скорость света этого луча постоянна! Но в атмосфере она несколько меньше, чем в вакууме. Фото: ESO

Примерно так астрономы в XX веке измерили многие расстояния в Солнечной системе. Например, они провели радиолокацию Венеры — послали в сторону планеты радиосигнал и дождались его возвращения назад. Радиоволны движутся со скоростью света, время возвращения ученые измерили очень тщательно и затем по формуле s = v × t посчитали расстояние между Землей и планетой Венера. Теперь мы знаем его с точностью в несколько метров.

Статья в тему:  17 сентября день рождения. Любовь и секс. Число рождения для мужчины

Еще раз: почему вообще расстояние можно измерять при помощи света? Потому что скорость света в вакууме постоянна! (Тут надо бы добавить, в инерциальных системах отсчета, но не будем пока усложнять.) В отличие от скорости людей, автомобилей и ракет.

Альтернатива световому году

Хотя световой год и более удобен для измерения космических расстояний, но всё-таки мелковат. Поэтому в астрономии используется еще одна величина – парсек.

1 парсек равен 3.26 световых лет, или 30.8568 триллионов километров.

Название «парсек» происходит от слов «параллакс» и «секунда». На практике это расстояние, с которого радиус орбиты Земли в 150 миллионов километров выглядит, как отрезок в 1 угловую секунду. Путём несложных вычислений и получили протяжённость парсека.

Однако сам по себе парсек – не слишком большая величина. Расстояние до ближайшей звезды, Проксимы Центавра, составляет 4.3 световых года, или всего 1.3 парсека. Для больших расстояний используются килопарсеки – тысячи парсек, и мегапарсеки – миллионы парсек. Они обозначаются как кпк и Мпк. Так, расстояние до галактики Андромеды равно 2.5 световых лет или 0.77 Мпк. Расстояние до горизонта наблюдаемой Вселенной – 4 Гпк (гигапарсек, или миллиардов парсек).

Точную скорость света ученым удалось определить только в прошлом веке. Основываясь на теории электромагнетизма Максвелла, при помощи современной лазерной техники и вычислений с поправкой на коэффициент преломления лучевого потока в воздухе, ученым удалось вычислить точную величину скорости света 299 792,458 км/с. Этой величиной астрономы пользуются до сих пор. Дальше определить световой день, месяц и год было уже делом техники. Путем нехитрых вычислений ученые получили цифру 9,46 триллионов километров – именно столько времени потребовалось бы лучу света для того, чтобы облететь длину земной орбиты.

Статья в тему:  3 5 решение. Уравнения онлайн. Как решать уравнения: прибавление или вычитание

Дистанция между Землей и Луной

  1. Один световой год равен 63 241,077 астрономическим единицам и 0,306 601 парсеку;
  2. Расстояние от Земли до Луны составляет 4·10 −8 световых лет или 380 тыс. км. То есть, лучу света, посланному с Земли, необходимо всего 1,3 секунды, чтобы туда долететь;
  3. Центр галактики Млечный Путь расположен от Солнца на расстоянии 26 тыс. световых лет.;
  4. Солнечному свету требуется примерно 5 часов для того, чтобы достичь Плутона – одного из наиболее отдаленных объектов Солнечной системы;
  5. Вторая после Солнца ближайшая к нам звезда – Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых лет от Земли, а ближайшая к нам галактика Андромеда – 2,5 млн. световых лет.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Световой год — сколько это земных лет

Астрономический год – единица измерения времени, тот промежуток времени, за который Земля совершает оборот вокруг Солнца.

Световой год – единица измерения межпланетных расстояний. По этой причине нельзя измерить одно другим.

Аналогичным образом можно выяснять, сколько литров составляет мощность ядерного взрыва. Мощность взрыва измеряется в тротиловом эквиваленте, а в литрах измеряется объем.

Астрономический год длится 365 дней, а световой год это дистанция, преодолеваемое светом за 365 суток.

Что такое световой год?

Световой год – это величина, измеряющая расстояние, а не время (как можно предположить из названия). Световой год – это расстояние, которое луч света проходит за один земной год, или 9,5 триллионов километров (6 триллионов миль).

Статья в тему:  Адекватное поведение. Неадекватное поведение, как помочь человеку. Что такое неадекватность

В масштабе Вселенной, измерение расстояний в километрах или милях не очень удобно, поэтому был введён световой год. Точно так же, как вы можете измерить расстояние до продуктового магазина за время, необходимое для того, чтобы доехать до него (“Продуктовый магазин находится в 15 минутах езды”), так и астрономы измеряют расстояние до звёзд за время, которое требуется свету для путешествия к нам. Например, ближайшая к нашему Солнцу звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года.

Как далеко находится световой год?

В отличии от скорости вашего автомобиля, которая может меняться в зависимости от поставленных задач, скорость света постоянна во всей Вселенной и определена с высокой точностью. В вакууме свет движется со скоростью 1 079 252 849 км/ч (670 616 629 миль в час). Чтобы найти расстояние для одного светового года, вы должны умножить эту скорость на количество часов в году (8 766). Результат: один световой год равен 9,5 триллионов километров (5 878 625 370 000 миль). На первый взгляд, это может показаться невероятным расстоянием, но только не в огромных масштабах Вселенной.

Зачем использовать световые годы?

Измерение в километрах или милях в астрономическом масштабе было бы чрезвычайно громоздким и непрактичным. Начиная с нашего космического соседства, ближайшая к нам область звездообразования, туманность Ориона, находится на расстоянии 12 651 000 000 000 000 километров или, проще говоря, 1300 световых лет. Центр нашей галактики находится на расстоянии около 27 000 световых лет. Ближайшая к нам спиральная галактика, галактика Андромеды, находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет. Некоторые из самых отдалённых галактик, которые мы можем видеть, находятся на расстоянии миллиардов световых лет от нас.

Статья в тему:  Арифметические действия выполняем скобках. Урок "порядок выполнения действий"

Фото галактики Андромеды, обработанное астрономом-любителем. Авторы и права: Ivan Bok / CC BY 4.0.

Измерение в световых годах также позволяет астрономам определить, как далеко назад во времени они заглядывают. Поскольку свету требуется время, чтобы добраться до наших глаз, всё, что мы видим на ночном небе, уже произошло. Другими словами, когда вы наблюдаете что-то на расстоянии 1 светового года, вы видите это так, как оно выглядело ровно год назад. Мы видим галактику Андромеды такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад. Самый отдалённый объект, который мы можем видеть, космический микроволновый фон, также является нашим самым старым образом Вселенной, возникшим сразу после Большого Взрыва около 13,8 миллиардов лет назад.

Альтернативы световым годам

Астрономы также используют парсек в качестве альтернативы световому году. Сокращенно от параллакс-секунда, парсек происходит от использования триангуляции для определения расстояния до звёзд. Точнее говоря, это расстояние до звезды, видимое положение которой смещается на 1 угловую секунду (1/3600 градуса) на небе после того, как Земля совершает половину оборота вокруг Солнца. Одна угловая секунда равна 3,26 световых года.

Подобно градусам, световой год также можно разбить на меньшие единицы: световые часы, световые минуты, световых секунды. Например, Солнце находится на расстоянии более 8 световых минут от Земли, а Луна – чуть более чем в одной световой секунде. Учёные используют эти термины, когда говорят о связи с космическими спутниками или роверами. Из-за конечной скорости света отправка сигнала марсоходу Curiosity на Марс может занять более 20 минут.

Статья в тему:  Что нужно говорить когда человеку плохо. Как поддержать человека в трудную минуту? Советы психологов и житейская мудрость. Слова, которые помогут пережить переломный момент

Будь то световые годы или парсеки, астрономы будут продолжать использовать их для измерения расстояний в нашей бескрайней Вселенной.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector