Pe 22 februarie 2017, NASA a anunțat că au fost găsite 7 exoplanete în jurul stelei unice TRAPPIST-1. Trei dintre ele se află în intervalul distanțelor față de stea unde planeta poate avea apă lichidă, iar apa este o condiție cheie pentru viață. De asemenea, se raportează că acest sistem stelar este situat la o distanță de 40 de ani lumină de Pământ.

Acest mesaj a făcut mult zgomot în mass-media, ba chiar unora li s-a părut că omenirea este la un pas de a construi noi așezări lângă o nouă stea, dar nu este așa. Dar 40 de ani-lumină este mult, este MULT, sunt prea mulți kilometri, adică aceasta este o distanță monstruos de colosală!

Din cursul fizicii, se cunoaște a treia viteză cosmică - aceasta este viteza pe care un corp trebuie să o aibă la suprafața Pământului pentru a trece dincolo de sistemul solar. Valoarea acestei viteze este de 16,65 km/s. Navele spațiale obișnuite în orbită pornesc cu o viteză de 7,9 km/s și se învârt în jurul Pământului. În principiu, o viteză de 16-20 km/s este destul de accesibilă pentru tehnologiile pământești moderne, dar nu mai mult!

Omenirea nu a învățat încă cum să accelereze navele spațiale cu mai mult de 20 km/sec.

Să calculăm câți ani îi vor dura unei nave stelare care zboară cu o viteză de 20 km/s pentru a depăși 40 de ani lumină și a ajunge la steaua TRAPPIST-1.
Un an lumină este distanța pe care o parcurge un fascicul de lumină în vid, iar viteza luminii este de aproximativ 300.000 km/sec.

O navă spațială creată de om zboară cu o viteză de 20 km/sec, adică de 15.000 de ori mai mică decât viteza luminii. O astfel de navă va depăși 40 de ani lumină într-un timp egal cu 40*15000=600000 de ani!

O navă pământească (cu nivelul actual de tehnologie) va zbura către steaua TRAPPIST-1 în aproximativ 600 de mii de ani! Homo sapiens există pe Pământ (conform oamenilor de știință) doar de 35-40 de mii de ani, iar aici până la 600 de mii de ani!

În viitorul apropiat, tehnologia nu va permite unei persoane să ajungă la steaua TRAPPIST-1. Chiar și motoarele promițătoare (ioni, fotoni, vele spațiale etc.), care nu sunt în realitatea pământească, pot fi estimate că accelerează nava la o viteză de 10.000 km/s, ceea ce înseamnă că timpul de zbor către sistemul TRAPPIST-1 va fi redusă la 120 de ani. Acesta este deja un moment mai mult sau mai puțin acceptabil pentru zborul cu ajutorul animației suspendate sau pentru mai multe generații de migranți, dar astăzi toate aceste motoare sunt fantastice.

Chiar și cele mai apropiate stele sunt încă prea departe de oameni, prea departe, ca să nu mai vorbim de stelele galaxiei noastre sau ale altor galaxii.

Diametrul galaxiei noastre Calea Lactee este de aproximativ 100 de mii de ani lumină, adică drumul de la un capăt la altul pentru o navă pământească modernă va fi de 1,5 miliarde de ani! Știința sugerează că Pământul nostru are 4,5 miliarde de ani, iar viața multicelulară are aproximativ 2 miliarde de ani. Distanța până la cea mai apropiată galaxie de noi - Nebuloasa Andromeda - este de 2,5 milioane de ani lumină de Pământ - ce distanțe monstruoase!

După cum puteți vedea, dintre toți oamenii care trăiesc astăzi, nimeni nu va pune piciorul vreodată pe pământul unei planete în apropierea unei alte stele.

La un moment dat în viața noastră, fiecare dintre noi și-a pus această întrebare: cât timp durează să zbori spre stele? Este posibil să faci un astfel de zbor într-o singură viață umană, pot astfel de zboruri să devină norma vieții de zi cu zi? Există multe răspunsuri la această întrebare complexă, în funcție de cine întreabă. Unele sunt simple, altele sunt mai dificile. Pentru a găsi un răspuns cuprinzător, sunt prea multe lucruri de luat în considerare.

Din păcate, nu există estimări reale care să ajute la găsirea unui astfel de răspuns, iar acest lucru este frustrant pentru futurologi și pasionații de călătorii interstelare. Ne place sau nu, spațiul este foarte mare (și complex), iar tehnologia noastră este încă limitată. Dar dacă vom decide vreodată să părăsim „cuibul nativ”, vom avea mai multe modalități de a ajunge la cel mai apropiat sistem stelar din galaxia noastră.

Cea mai apropiată stea de Pământul nostru este Soarele, o stea destul de „medie”, conform schemei „secvenței principale” Hertzsprung-Russell. Aceasta înseamnă că steaua este foarte stabilă și oferă suficientă lumină solară pentru ca viața să se dezvolte pe planeta noastră. Știm că există și alte planete care orbitează în jurul stelelor în apropierea sistemului nostru solar și multe dintre aceste stele sunt similare cu ale noastre.

În viitor, dacă omenirea dorește să părăsească sistemul solar, vom avea o selecție uriașă de stele la care am putea merge, iar multe dintre ele ar putea avea condiții favorabile pentru viață. Dar unde mergem și cât timp ne va dura să ajungem acolo? Nu uitați că toate acestea sunt doar speculații și nu există linii directoare pentru călătoriile interstelare în acest moment. Ei bine, așa cum a spus Gagarin, să mergem!

Atinge stea
După cum am menționat deja, cea mai apropiată stea de sistemul nostru solar este Proxima Centauri și, prin urmare, are foarte mult sens să începem să planificați o misiune interstelară de la ea. Ca parte a sistemului de stele triple Alpha Centauri, Proxima se află la 4,24 ani lumină (1,3 parsecs) de Pământ. Alpha Centauri este, de fapt, cea mai strălucitoare stea dintre cele trei din sistem, parte a unui sistem binar strâns la 4,37 ani lumină de Pământ - în timp ce Proxima Centauri (cea mai slabă dintre cele trei) este o pitică roșie izolată la 0,13 ani lumină distanță. dintr-un sistem dual.

Și în timp ce conversațiile despre călătoriile interstelare evocă gânduri despre tot felul de călătorii „mai rapide decât lumina” (FSL), variind de la viteze warp și găuri de vierme până la unități subspațiale, astfel de teorii sunt fie extrem de fictive (cum ar fi unitatea Alcubierre), fie există doar în science fiction.. Orice misiune în spațiul adânc se va întinde pe generații de oameni.

Deci, începând cu una dintre cele mai lente forme de călătorie în spațiu, cât durează până la Proxima Centauri?

Metode moderne

Problema estimării duratei călătoriei în spațiu este mult mai simplă dacă în ea sunt implicate tehnologiile și corpurile existente în sistemul nostru solar. De exemplu, folosind tehnologia folosită de misiunea New Horizons, 16 propulsoare monopropulsante de hidrazină pot ajunge pe Lună în doar 8 ore și 35 de minute.

Există și misiunea SMART-1 a Agenției Spațiale Europene, care s-a mutat pe Lună folosind propulsia ionică. Cu această tehnologie revoluționară, a cărei variantă a fost folosită și de sonda spațială Dawn pentru a ajunge la Vesta, misiunii SMART-1 i-a luat un an, o lună și două săptămâni pentru a ajunge pe Lună.

De la o rachetă rapidă la propulsie ionică economică, avem câteva opțiuni pentru a vă deplasa în spațiul local - în plus, puteți folosi Jupiter sau Saturn ca praștie gravitațională uriașă. Cu toate acestea, dacă intenționăm să mergem puțin mai departe, va trebui să creștem puterea tehnologiei și să explorăm noi oportunități.

Când vorbim despre metode posibile, vorbim despre cele care implică tehnologii existente, sau cele care încă nu există, dar sunt fezabile din punct de vedere tehnic. Unele dintre ele, după cum veți vedea, sunt testate în timp și confirmate, în timp ce altele rămân sub semnul întrebării. Pe scurt, ele reprezintă un scenariu posibil, dar foarte consumator de timp și costisitor financiar pentru a călători chiar și la cea mai apropiată stea.

Mișcare ionică

Acum, cea mai lentă și mai economică formă de propulsie este propulsia ionică. Cu câteva decenii în urmă, mișcarea ionică era considerată subiectul science fiction-ului. Dar în ultimii ani, tehnologiile de susținere a propulsoarelor ionice au trecut de la teorie la practică și cu destul de mult succes. Misiunea SMART-1 a Agenției Spațiale Europene este un exemplu de misiune de succes pe Lună în 13 luni de mișcare în spirală a Pământului.

SMART-1 folosea propulsoare ionice alimentate cu energie solară, în care energia electrică era colectată de panouri solare și folosită pentru a alimenta motoarele cu efect Hall. A fost nevoie de doar 82 de kilograme de combustibil xenon pentru a ajunge SMART-1 pe Lună. 1 kilogram de combustibil xenon asigură un delta-V de 45 m/s. Aceasta este o formă de mișcare extrem de eficientă, dar departe de a fi cea mai rapidă.

Una dintre primele misiuni care a folosit tehnologia propulsorului ionic a fost misiunea Deep Space 1 către cometa Borrelli în 1998. DS1 a folosit și un motor cu ioni xenon și a folosit 81,5 kg de combustibil. În 20 de luni de tracțiune, DS1 a atins viteze de 56.000 km/h în momentul zburării cometei.

Propulsoarele cu ioni sunt mai economice decât tehnologiile rachete, deoarece împingerea lor pe unitate de masă de propulsor (impuls specific) este mult mai mare. Dar propulsoarele cu ioni au nevoie de mult timp pentru a accelera o navă spațială la viteze substanțiale, iar vitezele maxime depind de suportul de combustibil și de generarea de energie.

Prin urmare, dacă propulsia ionică este folosită într-o misiune la Proxima Centauri, motoarele trebuie să aibă o sursă puternică de energie (energie nucleară) și rezerve mari de combustibil (deși mai puține decât rachetele convenționale). Dar dacă porniți de la presupunerea că 81,5 kg de combustibil xenon se traduc în 56.000 km/h (și nu vor exista alte forme de mișcare), puteți face calcule.

La o viteză maximă de 56.000 km/h, Deep Space 1 ar dura 81.000 de ani pentru a acoperi cei 4,24 de ani lumină dintre Pământ și Proxima Centauri. În timp, este vorba despre aproximativ 2700 de generații de oameni. Este sigur să spunem că o unitate ionică interplanetară ar fi prea lentă pentru o misiune interstelară cu echipaj.

Dar dacă propulsoarele ionice sunt mai mari și mai puternice (adică, rata de ieșire a ionilor este mult mai rapidă), dacă există suficient combustibil pentru rachete pentru a rezista toți cei 4,24 ani lumină, timpul de călătorie va fi redus semnificativ. Dar va exista încă mult mai mult decât o durată de viață umană.

Manevra gravitațională

Cea mai rapidă cale de a călători în spațiu este utilizarea asistenței gravitaționale. Această metodă implică nava spațială folosind mișcarea relativă (adică orbita) și gravitația planetei pentru a schimba calea și viteza. Manevrele gravitaționale sunt o tehnică de zbor spațial extrem de utilă, mai ales atunci când se folosește Pământul sau o altă planetă masivă (cum ar fi un gigant gazos) pentru accelerare.

Nava Mariner 10 a fost prima care a folosit această metodă, folosind atracția gravitațională a lui Venus pentru a accelera spre Mercur în februarie 1974. În anii 1980, sonda Voyager 1 a folosit Saturn și Jupiter pentru manevre gravitaționale și accelerație până la 60.000 km/h, urmată de o ieșire în spațiul interstelar.

Misiunea Helios 2, care a început în 1976 și trebuia să exploreze mediul interplanetar între 0,3 UA. e. și 1 a. e. de la Soare, deține recordul pentru cea mai mare viteză dezvoltată cu ajutorul unei manevre gravitaționale. La acea vreme, Helios 1 (lansat în 1974) și Helios 2 dețineau recordul pentru cea mai apropiată apropiere de Soare. Helios 2 a fost lansat de o rachetă convențională și pus pe o orbită foarte alungită.

Datorită excentricității mari (0,54) a orbitei solare de 190 de zile, Helios 2 a reușit să atingă o viteză maximă de peste 240.000 km/h la periheliu. Această viteză orbitală a fost dezvoltată doar datorită atracției gravitaționale a Soarelui. Din punct de vedere tehnic, viteza periheliului Helios 2 nu a fost rezultatul unei manevre gravitaționale, ci a unei viteze orbitale maxime, dar nava încă deține recordul pentru cel mai rapid obiect artificial.

Dacă Voyager 1 s-ar îndrepta către pitica roșie Proxima Centauri cu o viteză constantă de 60.000 km/h, ar fi nevoie de 76.000 de ani (sau mai mult de 2.500 de generații) pentru a parcurge această distanță. Dar dacă sonda ar atinge viteza record a Helios 2 - o viteză constantă de 240.000 km/h - ar fi nevoie de 19.000 de ani (sau mai mult de 600 de generații) pentru a călători 4.243 de ani lumină. Substanțial mai bun, deși nu aproape de practic.

Motor electromagnetic EM Drive

O altă metodă propusă de călătorie interstelară este unitatea RF cu cavitate rezonantă, cunoscută și sub numele de EM Drive. Propus încă din 2001 de Roger Scheuer, om de știință britanic care a creat Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) pentru a realiza proiectul, motorul se bazează pe ideea că cavitățile electromagnetice cu microunde pot transforma direct energia electrică în forță.

În timp ce propulsoarele electromagnetice tradiționale sunt proiectate pentru a propulsa o anumită masă (cum ar fi particulele ionizate), acest sistem de propulsie particular este independent de răspunsul la masă și nu emite radiații direcționate. În general, acest motor a fost întâmpinat cu un scepticism destul de mare, în mare parte pentru că încalcă legea conservării impulsului, conform căreia impulsul sistemului rămâne constant și nu poate fi creat sau distrus, ci doar schimbat cu forța.

Cu toate acestea, experimentele recente cu această tehnologie au condus în mod evident la rezultate pozitive. În iulie 2014, la cea de-a 50-a conferință comună de propulsie AIAA/ASME/SAE/ASEE din Cleveland, Ohio, oamenii de știință avansați de la NASA au anunțat că au testat cu succes un nou design de propulsie electromagnetică.

În aprilie 2015, oamenii de știință de la NASA Eagleworks (parte a Centrului Spațial Johnson) au declarat că au testat cu succes acest motor în vid, ceea ce ar putea indica o posibilă aplicație în spațiu. În iulie același an, un grup de oameni de știință de la Departamentul de Sisteme Spațiale de la Universitatea de Tehnologie din Dresda și-a dezvoltat propria versiune a motorului și a observat o tracțiune tangibilă.

În 2010, profesorul Zhuang Yang de la Universitatea Politehnică Northwestern din Xi'an, China, a început să publice o serie de articole despre cercetarea ei în tehnologia EM Drive. În 2012, ea a raportat o putere mare de intrare (2,5 kW) și o forță înregistrată de 720 mn. De asemenea, a efectuat teste ample în 2014, inclusiv măsurători de temperatură internă cu termocupluri încorporate, care au arătat că sistemul a funcționat.

Prototipul NASA (căreia i s-a dat o putere estimată de 0,4 N/kilowatt) a calculat că o navă spațială propulsată electromagnetic ar putea face o călătorie către Pluto în mai puțin de 18 luni. Acesta este de șase ori mai puțin decât necesita sonda New Horizons, care se deplasa cu o viteză de 58.000 km/h.

Sună impresionant. Dar chiar și în acest caz, nava cu motoare electromagnetice va zbura la Proxima Centauri timp de 13.000 de ani. Aproape, dar încă nu suficient. În plus, până când toate e-urile sunt punctate în această tehnologie, este prea devreme să vorbim despre utilizarea sa.

Propulsie nucleară termică și nucleară electrică

O altă posibilitate de a efectua un zbor interstelar este utilizarea unei nave spațiale echipate cu motoare nucleare. NASA a explorat astfel de opțiuni de zeci de ani. O rachetă cu propulsie termică nucleară ar putea folosi reactoare cu uraniu sau deuteriu pentru a încălzi hidrogenul din reactor, transformându-l în gaz ionizat (plasmă de hidrogen), care ar fi apoi direcționat în duza rachetei, generând forță.

O rachetă nucleară cu propulsie electrică include același reactor, care transformă căldura și energia în electricitate, care apoi alimentează un motor electric. În ambele cazuri, racheta se va baza pe fuziunea nucleară sau fisiunea pentru propulsie, mai degrabă decât pe propulsorii chimici pe care funcționează toate agențiile spațiale moderne.

În comparație cu motoarele chimice, motoarele nucleare au avantaje incontestabile. În primul rând, are o densitate de energie practic nelimitată în comparație cu propulsorul. În plus, un motor nuclear va produce și o tracțiune puternică în comparație cu cantitatea de combustibil utilizată. Acest lucru va reduce cantitatea de combustibil necesară și, în același timp, greutatea și costul unui anumit dispozitiv.

Deși motoarele termice cu propulsie nucleară nu au ajuns încă în spațiu, prototipurile lor au fost create și testate și au fost propuse chiar mai multe.

Și totuși, în ciuda avantajelor în ceea ce privește economia de combustibil și impulsul specific, cel mai bun concept de motor nuclear termic propus are un impuls specific maxim de 5000 de secunde (50 kN s/kg). Folosind motoare nucleare alimentate de fisiune sau fuziune nucleară, oamenii de știință de la NASA ar putea duce o navă spațială pe Marte în doar 90 de zile dacă Planeta Roșie s-ar afla la 55.000.000 de kilometri de Pământ.

Dar dacă vorbim despre călătoria către Proxima Centauri, ar fi nevoie de secole pentru ca o rachetă nucleară să accelereze până la o fracțiune semnificativă din viteza luminii. Apoi va fi nevoie de câteva decenii de călătorie, iar după ele încă multe secole de decelerare pe drumul spre țintă. Suntem încă la 1000 de ani de destinație. Ceea ce este bun pentru misiunile interplanetare nu este atât de bun pentru misiunile interstelare.

Distanțele cosmice sunt greu de măsurat în metri și kilometri obișnuiți, așa că astronomii folosesc alte unități fizice în munca lor. Unul dintre ele se numește an lumină.


Mulți fani SF sunt familiarizați cu acest concept, deoarece apare frecvent în filme și cărți. Dar nu toată lumea știe cu ce este egal un an lumină și unii chiar cred că este similar cu calculul anual obișnuit al timpului.

Ce este un an lumină?

De fapt, anul lumină nu este o unitate de timp, așa cum s-ar putea presupune, ci o unitate de lungime folosită în astronomie. Se înțelege ca distanța parcursă de lumină într-un an.

Este folosit în mod obișnuit în manualele de astronomie sau în ficțiunea științifică populară pentru a determina lungimile în sistemul solar. Pentru calcule matematice sau măsurători mai precise ale distanțelor din Univers, se ia ca bază o altă unitate - .

Apariția anului lumină în astronomie a fost asociată cu dezvoltarea științelor stelare și cu nevoia de a utiliza parametri comparabili cu scara spațiului. Conceptul a fost introdus la câțiva ani după prima măsurare cu succes a distanței de la Soare la steaua 61 Cygni în 1838.


Inițial, un an lumină a fost numit distanța parcursă de lumină într-un an tropical, adică pentru o perioadă de timp egală cu ciclul întreg al anotimpurilor. Cu toate acestea, din 1984, a fost luat ca bază anul iulian (365,25 zile), în urma căruia măsurătorile au devenit mai precise.

Cum se determină viteza luminii?

Pentru a calcula anul lumină, cercetătorii au trebuit să determine mai întâi viteza luminii. Pe vremuri, astronomii credeau că propagarea razelor în spațiu are loc instantaneu, dar în secolul al XVII-lea, o astfel de concluzie a început să fie pusă sub semnul întrebării.

Primele încercări de a face calcule au fost făcute de Galileo Gallilei, care a decis să calculeze timpul în care lumina parcurge 8 km. Cercetările sale nu au avut succes. James Bradley a reușit să calculeze valoarea aproximativă în 1728, care a determinat valoarea vitezei la 301 mii km/s.

Care este viteza luminii?

În ciuda faptului că Bradley a făcut calcule destul de precise, abia în secolul al XX-lea au putut determina viteza exactă folosind tehnologia laser modernă. Echipamentul perfect a făcut posibilă efectuarea de calcule ajustate pentru indicele de refracție al razelor, drept urmare această valoare a fost de 299.792,458 kilometri pe secundă.


Astronomii operează cu aceste cifre până în prezent. Pe viitor, calculele simple au ajutat la stabilirea cu acuratețe a timpului de care au nevoie razele pentru a zbura în jurul orbitei globului fără a fi afectate de câmpurile gravitaționale.

Deși viteza luminii nu este comparabilă cu distanțele pământești, utilizarea ei în calcule se explică prin faptul că oamenii sunt obișnuiți să gândească în categorii „pământești”.

Ce este un an lumină?

Dacă luăm în considerare că o secundă lumină este egală cu 299.792.458 de metri, este ușor de calculat că lumina parcurge 17.987.547.480 de metri într-un minut. De regulă, astrofizicienii folosesc aceste date pentru a măsura distanțe în cadrul sistemelor planetare.

Pentru a studia corpurile cerești la scara Universului, este mult mai convenabil să luăm ca bază un an lumină, care este egal cu 9,460 trilioane de kilometri sau 0,306 parsecs. Observarea corpurilor cosmice este singurul caz în care o persoană poate vedea trecutul cu propriii ochi.

Este nevoie de mulți ani pentru ca lumina emisă de o stea îndepărtată să ajungă pe Pământ. Din acest motiv, atunci când observăm obiecte spațiale, nu le vezi așa cum sunt în momentul de față, ci așa cum erau în momentul emiterii luminii.

Exemple de distanțe în ani lumină

Datorită capacității de a calcula viteza razelor, astronomii au putut calcula distanța în ani lumină până la multe corpuri cerești. Deci, distanța de la planeta noastră până la Lună este de 1,3 secunde lumină, până la Proxima Centauri - 4,2 ani lumină, până la Nebuloasa Andromeda - 2,5 milioane de ani lumină.


Distanța dintre Soare și centrul galaxiei noastre este de aproximativ 26 de mii de ani lumină, iar între Soare și planeta Pluto - 5 ore lumină.

Și câte stele potențial explozive sunt situate la o distanță nesigură?

O supernova este o explozie incredibilă a unei stele - și aproape dincolo de limitele imaginației umane. Dacă Soarele nostru ar exploda ca o supernovă, unda de șoc rezultată probabil nu ar distruge întregul Pământ, dar partea Pământului îndreptată spre Soare ar dispărea. Oamenii de știință cred că temperatura planetei în ansamblu ar crește de aproximativ 15 ori. Mai mult, Pământul nu va rămâne pe orbită.

O scădere bruscă a masei Soarelui ar putea elibera planeta și o trimite să rătăcească în spațiu. Este clar că distanța până la Soare - 8 minute lumină - nu este sigură. Din fericire, Soarele nostru nu este o stea destinată să explodeze într-o supernovă. Dar alte stele, în afara sistemului nostru solar, ar putea. Care este cea mai apropiată distanță de siguranță? Literatura științifică arată că între 50 și 100 de ani lumină este cea mai apropiată distanță de siguranță dintre Pământ și o supernova.

Imagine optică a rămășiței supernovei 1987A, luată de telescopul spațial Hubble

Ce se întâmplă dacă o supernova explodează lângă Pământ? Să luăm în considerare explozia unei alte stele decât Soarele nostru, dar încă la o distanță nesigură. Să presupunem că o supernova se află la 30 de ani lumină distanță. Dr. Mark Reid, astronom senior la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică, spune:

„... dacă ar exista o supernova care se află la aproximativ 30 de ani lumină distanță, ar duce la impacturi puternice asupra Pământului, posibil extincții în masă. Razele X și razele gamma mai energice dintr-o supernovă pot distruge stratul de ozon care ne protejează de razele ultraviolete ale soarelui. De asemenea, ar putea ioniza azotul și oxigenul din atmosferă, ceea ce duce la formarea unor cantități mari de smog asemănător protoxidului de azot în atmosferă”.

În plus, dacă o supernova ar exploda la 30 de ani lumină distanță, fitoplanctonul și comunitățile de recif ar fi afectate în mod deosebit. Un astfel de eveniment epuizează grav baza lanțului trofic oceanic.

Să presupunem că explozia a fost puțin mai îndepărtată. Explozia unei stele din apropiere ar putea lăsa Pământul, suprafața sa și viața oceanică relativ neatinse. Dar orice explozie relativ apropiată ne-ar „aspăsa” cu raze gamma și alte particule de înaltă energie. Această radiație poate provoca mutații în viața pământească. În plus, radiația celei mai apropiate supernove ne-ar putea schimba clima.

Se știe că o supernova nu a explodat la o distanță atât de apropiată în istoria cunoscută a omenirii. Cea mai recentă supernova vizibilă pentru ochi a fost supernova 1987A, în 1987. Era la aproximativ 168.000 de ani lumină distanță. Înainte de aceasta, ultimul fulger vizibil pentru ochi a fost înregistrat de Johannes Kepler în 1604. La aproximativ 20.000 de ani lumină distanță, a strălucit mai puternic decât orice stea de pe cerul nopții. Această explozie a fost vizibilă chiar și în lumina zilei! Din câte știm, acest lucru nu a provocat consecințe notabile.

Câte supernove potențiale sunt mai aproape de noi decât la 50 până la 100 de ani lumină distanță? Răspunsul depinde de tipul de supernovă. O supernova de tip II este o stea masivă îmbătrânită, care se prăbușește. Nu există stele suficient de masive pentru a face acest lucru la 50 de ani lumină de Pământ.

Dar există și supernove de tip I - cauzate de prăbușirea unei stele pitice mici, albe palide. Aceste stele sunt slabe și greu de observat, așa că nu putem fi siguri câte sunt în jur. Probabil câteva sute dintre aceste stele se află pe o rază de 50 de ani lumină.

Dimensiunile relative ale IK Pegasi A (stânga), B (jos, centru) și Soarele (dreapta).

Vedeta IK Pegasi B este cel mai apropiat candidat pentru rolul unui prototip de supernovă. Face parte dintr-un sistem stelar binar situat la aproximativ 150 de ani lumină de Soare și de sistemul nostru solar.

Steaua principală din sistem, IK Pegasi A, este o stea obișnuită din secvența principală care nu este diferită de Soarele nostru. O potențială supernovă de tip I este o altă stea, IK Pegasi B, o pitică albă masivă care este extrem de mică și densă. Când steaua A începe să evolueze într-o gigantă roșie, este de așteptat să crească până la o rază în care se va ciocni cu o pitică albă sau va începe să tragă materie din învelișul de gaz extins al lui A. Când steaua B devine suficient de masivă, poate exploda ca un supernova.

Ce zici de Betelgeuse? O altă stea adesea menționată în istoria supernovelor este Betelgeuse, una dintre cele mai strălucitoare stele de pe cerul nostru, parte a celebrei constelații Orion. Betelgeuse este o stea supergigant. Este în mod inerent foarte luminos.

Cu toate acestea, această strălucire are un preț. Betelgeuse este una dintre cele mai cunoscute stele de pe cer pentru că va exploda cândva. Energia enormă a Betelgeuse necesită ca combustibilul să fie consumat rapid (relativ vorbind), și de fapt Betelgeuse se apropie deja de sfârșitul vieții sale. Într-o zi în curând (astronomic vorbind) va rămâne fără combustibil și apoi va experimenta o explozie spectaculoasă a supernovei de tip II. Când se întâmplă acest lucru, Betelgeuse va deveni mai strălucitoare timp de săptămâni sau luni, poate la fel de strălucitoare ca luna plină și vizibilă în plină zi.

Când se va întâmpla? Probabil că nu în viața noastră, dar nimeni nu știe sigur. Ar putea fi mâine sau un milion de ani în viitor. Când se întâmplă acest lucru, toată lumea de pe Pământ va asista la un eveniment impresionant pe cerul nopții, dar viața pământească nu va fi afectată. Acest lucru se datorează faptului că Betelgeuse este la 430 de ani lumină distanță.

Cât de des izbucnesc supernove în galaxia noastră? Nimeni nu stie. Oamenii de știință au sugerat că radiația supernova de înaltă energie a provocat deja mutații la speciile terestre, poate chiar la oameni.

Potrivit unei estimări, ar putea exista un eveniment periculos de supernovă în vecinătatea Pământului la fiecare 15 milioane de ani. Alți oameni de știință spun că, în medie, o explozie de supernovă are loc la 10 parsecs (33 de ani lumină) de Pământ la fiecare 240 de milioane de ani. Deci vezi ce nu știm cu adevărat. Dar puteți compara aceste numere cu câteva milioane de ani - perioada în care se crede că oamenii au existat pe planetă - și patru miliarde și jumătate de ani pentru chiar vârsta Pământului.

Și, dacă o faceți, veți vedea că o supernova va exploda cu siguranță în apropierea Pământului - dar probabil nu în viitorul previzibil al omenirii.

Ca( 3 ) Nu imi place( 0 )

Anul lumină este cunoscut de mulți de la fantastic. În ciuda faptului că numele său este similar cu perioada de timp a anului, anul nu măsoară deloc timpul, ci distanța. Această unitate este proiectată să măsoare uriașe.

Un an lumină este o unitate de lungime non-sistemică. Aceasta este distanța pe care lumina o parcurge în vid într-un an (365,25 zile sau 31.557.600 secunde).

Comparația unui an lumină cu un an calendaristic a început să fie folosită după 1984. Înainte de aceasta, un an lumină este distanța parcursă de lumină într-un an tropical.

Lungimea anului tropical nu are o valoare exactă, deoarece calculele sale sunt legate de viteza unghiulară a Soarelui și există variații pentru aceasta. Pentru un an lumină, a fost luată o valoare medie.

Diferența de calcul între un an lumină tropical și un an lumină iulian este de 0,02 la sută. Și deoarece această unitate nu este utilizată pentru măsurători de înaltă precizie, nu există nicio diferență practică între ele.

Anul lumină ca lungime este folosit în literatura de știință populară. În astronomie, există o altă unitate în afara sistemului pentru măsurarea distanțelor mari - parsec. Calculul parsec-ului se bazează pe raza medie a orbitei pământului. 1 parsec este egal cu 3,2616 ani lumină.

Calcule și distanțe

Calculul unui an lumină este direct legat de viteza luminii. Pentru calcule în fizică, se consideră de obicei 300.000.000 m/s. Valoarea exactă a vitezei luminii este de 299.792.458 m/s. Adică 299.792.458 de metri este doar o secundă lumină!

Distanța până la Lună este de aproximativ 384.400.000 de metri, ceea ce înseamnă că fasciculul de lumină va ajunge la suprafața lunii în aproximativ 1,28 secunde.

Distanța de la Soare la Pământ este de 149.600.000.000. Prin urmare, o rază de soare lovește Pământul în puțin mai puțin de 7 minute.

Deci, într-un an sunt 31.557.600 de secunde. Înmulțind acest număr cu o distanță egală cu o secundă lumină, obținem că un an lumină este egal cu 9.460.730.472.580.800 de metri.

1 milion de ani lumină, respectiv, va fi egal cu 9.460.730.472.580.800.000.000 de metri.

Conform calculelor aproximative ale astronomilor, diametrul galaxiei noastre este de aproximativ 100.000 de ani lumină. Adică, în galaxia noastră nu pot exista distanțe măsurate în milioane de ani lumină. Astfel de numere sunt aplicabile pentru măsurarea distanțelor dintre galaxii.

Galaxia Andromeda cea mai apropiată de Pământ se află la 2,5 milioane de ani lumină distanță.

Până în prezent, cea mai mare distanță cosmică de la Pământ care poate fi măsurată este distanța până la marginea universului observabil. Sunt aproximativ 45 de miliarde de ani lumină.

Sfatul 2: Cât durează un an lumină în dimensiunea cosmică

Termenul „an lumină” se găsește în multe articole științifice, emisiuni TV populare, manuale și chiar în știrile din lumea științei. Cu toate acestea, unii oameni cred că un an lumină este o anumită unitate de timp, deși, de fapt, distanța poate fi măsurată și în ani.

Câți kilometri într-un an

Pentru a înțelege semnificația conceptului de „an lumină”, trebuie mai întâi să vă amintiți cursul de fizică școlară, în special secțiunea care se referă la viteza luminii. Deci, viteza luminii în vid, unde nu este afectată de diverși factori, cum ar fi câmpurile gravitaționale și magnetice, particulele suspendate, refracția unui mediu transparent și așa mai departe, este de 299.792,5 kilometri pe secundă. Trebuie inteles ca in acest caz lumina inseamna cele percepute de viziunea umana.

Unitățile de distanță mai puțin cunoscute sunt luna lumină, săptămâna, ziua, ora, minutul și secunda.

O lumină suficient de lungă era considerată o cantitate infinită, iar prima persoană care a calculat viteza aproximativă a razelor de lumină în vid a fost astronomul Olaf Roemer la mijlocul secolului al XVII-lea. Desigur, datele lui au fost foarte aproximative, dar însuși faptul de a determina valoarea finală a vitezei este important. În 1970, viteza luminii a fost determinată la un metru pe secundă. Până acum nu s-au obținut rezultate mai precise, deoarece au existat probleme cu eroarea standardului contorului.

An lumină și alte distanțe

Deoarece distanțele în interior sunt uriașe, măsurarea lor în unități obișnuite ar fi irațională și incomodă. Pe baza acestor considerații a fost introdus un an lumină special, adică distanța pe care o parcurge lumina în așa-numitul an iulian (egal cu 365,25 zile). Având în vedere că fiecare zi conține 86.400 de secunde, se poate calcula că într-un an o rază de lumină parcurge o distanță de câțiva mai mult de 9,4 kilometri. Această valoare pare uriașă, totuși, de exemplu, distanța până la cea mai apropiată stea de Pământ, Proxima Centauri, este de 4,2 ani, iar diametrul galaxiei Calea Lactee depășește 100.000 de ani lumină, adică acele observații vizuale care pot fi făcute. acum afișați o imagine care a existat cu aproximativ sute de mii de ani în urmă.

Un fascicul de lumină acoperă distanța de la Pământ la Lună în aproximativ o secundă, dar lumina soarelui ajunge pe planeta noastră pentru mai mult de opt minute.

În astrofizica profesională, conceptul de an lumină este rar folosit. Oamenii de știință operează în principal cu unități precum parsec și unitatea astronomică. Un parsec este distanța până la un punct imaginar de la care raza orbitei Pământului este văzută la un unghi de o secundă de arc (1/3600 de grad). Raza medie a orbitei, adică distanța de la Pământ la Soare, se numește unitate astronomică. Un parsec are aproximativ 3 ani lumină sau 30,8 trilioane de kilometri. O unitate astronomică este aproximativ egală cu 149,6 milioane de kilometri.

Sfat 3: Există o unitate de distanță mai mare decât un an lumină?

Metri, kilometri, mile și alte unități de măsură au fost utilizate cu succes și continuă să fie folosite pe Pământ. Dar explorarea spațiului a ridicat problema introducerii unor noi măsuri de lungime, deoarece chiar și în cadrul sistemului solar te poți confunda în zerouri, măsurând distanța în kilometri.

Pentru a măsura distanța în cadrul sistemului solar, a fost creată o unitate astronomică - o măsură a distanței, care este egală cu distanța medie dintre Soare și Pământ. Cu toate acestea, chiar și pentru sistemul solar, această unitate nu pare tocmai potrivită, ceea ce poate fi arătat printr-un exemplu bun. Dacă ne imaginăm că centrul unui tabel mic corespunde Soarelui, iar unitatea astronomică este luată ca 1 cm, atunci pentru a desemna norul Oort - „limita exterioară” a sistemului solar - va trebui să vă îndepărtați de masa cu 0,5 km.

Dacă unitatea astronomică nu era suficient de mare nici măcar pentru sistemul solar, cu atât mai mult aveau nevoie de alte unități pentru măsurarea distanțelor dintre stele și galaxii.

An lumină

Unitatea de măsură a distanței pe scara universului trebuia să se bazeze pe o anumită valoare absolută. Aceasta este viteza luminii. Cea mai precisă măsurătoare a fost făcută în 1975 - viteza luminii este de 299.792.458 m/s sau 1.079.252.848,8 km/h.
Unitatea de măsură a fost distanța pe care lumina, mișcându-se cu o astfel de viteză, o parcurge în timpul unui an pământesc nebisect - 365 de zile pământești. Această unitate a fost numită anul lumină.

În prezent, anii lumină sunt indicați mai des în cărțile non-ficțiune și romanele științifico-fantastice decât în ​​lucrările științifice. Astronomii folosesc adesea o unitate mai mare, parsec.

Parsec și derivații săi

Numele „parsec” înseamnă „paralaxa unei secunde de arc”. O secundă de arc este o unitate de măsură a unghiului: un cerc este împărțit în 360 de grade, un grad este împărțit în 60 de minute, un minut este împărțit în 60 de secunde. Paralaxa este schimbarea poziției observate a unui obiect în funcție de poziția observatorului. În funcție de paralaxa anuală a stelelor, se calculează distanța până la acestea. Dacă ne imaginăm un triunghi dreptunghic, unul dintre catetele în care se află semiaxa orbitei pământului, iar ipotenuza este distanța dintre Soare și o altă stea, atunci dimensiunea unghiului din acesta este paralaxa anuală. a acestei stele.

La o anumită distanță, paralaxa anuală va fi egală cu 1 secundă de arc, iar această distanță a fost luată ca unitate de măsură numită parsec. Denumirea internațională a acestei unități este pc, cea rusă este pc.

Un parsec este egal cu 30,8568 trilioane km sau 3,2616 ani lumină. Cu toate acestea, pentru scalele cosmice, acest lucru nu a fost suficient. Astronomii folosesc unități derivate: egale cu 1000 pc, - 1 milion pc și - 1 miliard pc.