Distanțele dintre stele sunt atât de mari încât măsurarea lor în kilometri sau mile este un exercițiu cu zerouri nesfârșite. Sistemul obișnuit de măsurători este utilizat pentru a indica distanțe într-un singur sistem. De exemplu, ei spun că distanța minimă de la Pământ la Marte este de 55,76 milioane de kilometri. Cu stele, totul este mai complicat, iar aici se folosesc de obicei conceptele de an lumină și parsec.

unitate astronomică- unitatea de măsură a obiectelor acceptată în astronomie sistem solarși obiectele universului cele mai apropiate de el. Unitatea astronomică este egală cu 149.598.100 km (+- ~750 km), care este aproximativ egală cu distanța medie a Pământului față de Soare. Observațiile moderne au înregistrat o creștere treptată a valorii cu 15 cm anual, care se explică prin posibila pierdere de masă de către Soare, consecințele vântului solar.

An lumină- distanța pe care o parcurge lumina într-un an, în metri, este de 9 460 730 472 580 800. De fapt, lumina stelelor pe care le vedem într-o noapte fără nori a mers pe planeta noastră de multe secole, iar unele dintre ele nu mai exista deloc.

Parsec, cunoscută și sub denumirea de „paralaxa unei secunde de arc” - aceasta este distanța de la care raza medie a orbitei Pământului (perpendiculară pe linia de vedere) este vizibilă la un unghi de o secundă de arc. Dacă este destul de simplu, atunci parsec = 3,26 ani lumină.

Este interesant că în literatura de știință populară și fantezie este obișnuit să se folosească conceptul de an lumină, iar parsec-urile sunt de obicei folosite numai în scrieri și cercetări profesionale.

(Galaxy UDFj-39546284 - cea mai îndepărtată galaxie de Pământ (la 13,3 miliarde de ani lumină de Pământ), în imaginea făcută de telescopul Hubble arată ca un punct roșu)

Cea mai apropiată stea de noi este Alpha Centauri, care se află la o distanță de 4,37 ani lumină de Pământ. Dar până la cea mai îndepărtată galaxie (din decembrie 2012) de Pământ până la 13,3 miliarde de ani lumină! Se pare că atunci când soarele acestei galaxii (cunoscut sub numele de UDFj-39546284) se stinge, omenirea nu va ști despre el în curând.

Distribuie articolele noastre!

An lumină

În timpul explorării planetei lor, oamenii aveau nevoie de diferite măsuri de măsurare a distanțelor și a segmentelor. Inițial, măsurile lungimii erau inexacte, deoarece diferitele popoare aveau propriile lor moduri de măsurare. Abia în 1791, oamenii de știință din Franța au introdus o măsură care este folosită și astăzi - metrul (din greacă - „măsură”).
Dar la începutul secolului al XX-lea, oamenii au început să-și îndrepte atenția către studiul spațiului. Și faptul că Universul are distanțe incredibile, sistemul metric deja existent s-a dovedit a fi nepotrivit pentru măsurarea unor distanțe atât de mari. Este posibil să măsurați în kilometri distanța de la planeta noastră la Lună sau la Marte, dar dacă măsurați distanțele către alte planete și chiar stele, atunci va exista un număr incredibil de zerouri în figură.
Și atunci oamenii de știință au decis să introducă termenul „ani lumină”.

Câți ani lumină?

În doar o secundă, fotonii de lumină acoperă o lungime de 300.000 km. Un an lumină este numărul de kilometri pe care lumina parcurge în 12 luni. În kilometri va fi - 9.460.730.472.580,8 kilometri ≈ 9,46 1015.
Desigur, folosirea termenului „ani lumină” este mai convenabilă decât utilizarea kilometrilor uriași. Dar, desigur, există valori aproximative:
1 secundă lumină ≈ 300 mii de kilometri.
1 minut lumină ≈ 18 milioane de kilometri.
1 oră lumină ≈ 1.080.000.000 de kilometri.
1 zi lumină ≈ 26.000.000.000 de kilometri.
1 săptămână lumină ≈ 181.000.000.000 de kilometri.
1 lună lumină ≈ 790.000.000.000 de kilometri.

Câți?

Presupunem că nava zboară cu a treia viteză cosmică (aproximativ 16,8 kilometri pe secundă), apoi în 18 mii de ani nava va zbura cu un an lumină. Și galaxia noastră, Calea Lactee, care are aproximativ o sută de mii de ani lumină în diametru, nava va zbura peste aproape 2 miliarde de ani!
Cea mai apropiată stea de Soare este Proxima Centauri. Este situat la o distanță de aproximativ patru ani lumină. Dacă este convertită în kilometri, cifra este foarte mare.
Dar dacă comparăm distanța de la Proxima Centauri până la cea mai apropiată galaxie, Nebuloasa Andromeda, atunci steaua este foarte aproape, deoarece Andromeda se află la două milioane și jumătate de ani lumină de Calea Lactee. Nava spațială va putea zbura acolo în 35 de miliarde de ani.

Pentru ce altceva sunt utili anii lumină?

Folosirea anilor-lumină ajută să înțelegem unde în univers puteți încerca să găsiți civilizații inteligente. Deci, oamenii de știință determină unde are sens să trimită semnale radio și unde nu.
Cum funcționează: viteza luminii este egală cu viteza unui semnal radio și se dovedește că trimiterea de mesaje acolo unde vor ajunge în mii, sau chiar miliarde de ani, este complet inutilă. Are sens să cauți „vecini” prin semnalul trimis, care va continua cel puțin o viață umană.

Câți ani pământești sunt în ani lumină?

Este o credință fundamental greșită că acest termen măsoară timpul. Anul lumină nu are nimic de-a face cu timpul Pământului și nu are nicio legătură cu acesta. Indică doar o măsură a distanțelor pe care lumina le parcurge într-un an pe Pământ.

Cu siguranță, am auzit într-un film de acțiune fantastic expresia a la „20 to Tatooine ani lumina”, mulți și-au pus întrebări legitime. Voi numi câteva dintre ele:

Nu este un an un timp?

Atunci ce este an lumină?

Cati kilometri are?

Cât timp va dura an lumină nava spatiala cu Pământ?

Am decis să dedic articolul de astăzi explicării semnificației acestei unități de măsură, comparând-o cu kilometrii noștri obișnuiți și demonstrând scalele care Univers.

Virtual Racer.

Imaginați-vă o persoană, care încalcă toate regulile, grăbindu-se de-a lungul autostrăzii cu o viteză de 250 km/h. În două ore va depăși 500 de km, iar în patru - până la 1000. Dacă, desigur, nu se prăbușește în acest proces ...

S-ar părea că aceasta este viteza! Dar pentru a face ocolul întregului glob (≈ 40.000 km), călărețul nostru va avea nevoie de 40 de ori mai mult timp. Și acesta este deja 4 x 40 = 160 de ore. Sau aproape o săptămână întreagă de condus continuu!

Până la urmă, însă, nu vom spune că a parcurs 40.000.000 de metri. Din moment ce lenea ne-a forțat întotdeauna să inventăm și să folosim unități de măsură alternative mai scurte.

Limită.

De la un curs de fizică la școală, toată lumea ar trebui să știe că cel mai rapid călăreț din Univers- ușoară. Într-o secundă, fasciculul său acoperă o distanță de aproximativ 300.000 km, iar globul, astfel, se va întoarce în 0,134 secunde. Este de 4.298.507 de ori mai rapid decât pilotul nostru virtual!

Din Pământ inainte de Luna lumina ajunge în medie în 1,25 s, până la soare fasciculul său se va repezi în puțin mai mult de 8 minute.

Colosal, nu-i așa? Dar existența unor viteze mai mari decât viteza luminii nu a fost încă dovedită. Prin urmare, lumea științifică a decis că ar fi logic să se măsoare scalele cosmice în unități pe care le trece o undă radio în anumite intervale de timp (care este lumina, în special).

distante.

În acest fel, an lumină- nimic mai mult decât distanța pe care o depășește o rază de lumină într-un an. La scara interstelară, utilizarea unităților de distanță mai mici decât aceasta nu are prea mult sens. Și totuși sunt. Iată valorile lor aproximative:

1 secundă lumină ≈ 300.000 km;

1 minut lumină ≈ 18.000.000 km;

1 oră lumină ≈ 1.080.000.000 km;

1 zi lumină ≈ 26.000.000.000 km;

1 săptămână lumină ≈ 181.000.000.000 km;

1 lună lumină ≈ 790.000.000.000 km.

Și acum, ca să înțelegeți de unde vin numerele, să calculăm cu ce este egal unul an lumină.

Există 365 de zile într-un an, 24 de ore într-o zi, 60 de minute într-o oră și 60 de secunde într-un minut. Astfel, un an este format din 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 de secunde. Lumina parcurge 300.000 km într-o secundă. În consecință, într-un an fasciculul său va acoperi o distanță de 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.

Acest număr se citește astfel: NOUĂ TRILIoane, PATRU SUTE ȘAIzeci DE MILIARDE ȘI OPTO SUTE DE MILIEDE kilometri.

Desigur, valoarea exactă an lumină ușor diferit de ceea ce am calculat. Dar atunci când descrieți distanțele față de stele în articole de știință populară, cea mai mare precizie nu este, în principiu, necesară, iar o sută sau două milioane de kilometri nu vor juca un rol special aici.

Acum să continuăm experimentele noastre de gândire...

Cântare.

Să presupunem modern nava spatiala frunze sistem solar cu a treia viteză spațială (≈ 16,7 km/s). Primul an lumină va birui in 18.000 de ani!

4,36 ani lumina la cel mai apropiat sistem stelar al nostru ( Alpha Centauri, vezi imaginea de la inceput) va depasi in aproximativ 78 de mii de ani!

Al nostru galaxia Calea Lactee, având un diametru de aproximativ 100.000 ani lumina, va trece peste 1 miliard 780 de milioane de ani.

Și la cel mai apropiat de noi galaxii, nava spatiala grăbindu-se abia după 36 de miliarde de ani...

Acestea sunt plăcintele. Dar în teorie, chiar Univers a apărut cu doar 16 miliarde de ani în urmă...

Și, în sfârșit...

Puteți începe să vă întrebați la scara cosmică chiar și fără a trece dincolo sistem solar deoarece este foarte mare în sine. Acest lucru a fost arătat foarte bine și clar, de exemplu, de creatorii proiectului Dacă Luna ar fidoar 1 pixel (Dacă luna ar fi doar un pixel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html .

Pe aceasta, probabil, voi completa articolul de astăzi. Toate întrebările, comentariile și dorințele dumneavoastră sunt binevenite în comentariile de mai jos.

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 viteză unghiulară Soare, și pentru el există variații. 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.

Oricum, în dvs Viata de zi cu zi măsurăm distanțe: până la cel mai apropiat supermarket, până la casa rudelor din alt oraș, până la și așa mai departe. Cu toate acestea, când vine vorba de întinderea vastă a spațiului, se dovedește că utilizarea valorilor familiare, cum ar fi kilometrii, este extrem de irațională. Iar ideea aici nu este doar dificultatea de a percepe valorile gigantice rezultate, ci și numărul de cifre din ele. Chiar și scrierea atât de multe zerouri va deveni o problemă. De exemplu, cea mai scurtă distanță de la Marte la Pământ este de 55,7 milioane de kilometri. Șase zerouri! Dar planeta roșie este unul dintre cei mai apropiați vecini ai noștri de pe cer. Cum să folosiți numerele greoaie care vor fi obținute la calcularea distanței chiar și la cele mai apropiate stele? Și chiar acum avem nevoie de o astfel de valoare ca un an lumină. Cât este el? Acum să ne dăm seama.

Conceptul de an lumină este, de asemenea, strâns legat de fizica relativistă, în care legătura strânsă și dependența reciprocă a spațiului și timpului s-a stabilit la începutul secolului al XX-lea, când postulatele mecanicii newtoniene s-au prăbușit. Înainte de această valoare a distanței, unitățile mai mari din sistem

s-au format destul de simplu: fiecare ulterior a fost un set de unități de ordin mai mic (centimetri, metri, kilometri și așa mai departe). În cazul unui an lumină, distanța era legată de timp. stiinta modernaȘtim că viteza luminii în vid este constantă. Mai mult, este viteza maximă în natură permisă în fizica relativistă modernă. Aceste idei au stat la baza noului sens. Un an lumină este egal cu distanța pe care o parcurge o rază de lumină într-un an calendaristic al Pământului. În kilometri, aceasta este aproximativ 9,46 * 10 15 kilometri. Interesant este că până la cea mai apropiată lună, un foton parcurge distanța în 1,3 secunde. Spre Soare - aproximativ opt minute. Dar la următoarele stele cele mai apropiate, Alpha, și deja aproximativ patru ani lumină.

Doar o distanță fantastică. Există o măsură și mai mare de spațiu în astrofizică. Un an lumină reprezintă aproximativ o treime dintr-un parsec, o unitate și mai mare de distanță interstelară.

Viteza de propagare a luminii în diferite condiții

Apropo, există și o astfel de caracteristică pe care fotonii o pot face viteză diferită răspândit în diferite medii. Știm deja cât de repede zboară în vid. Și când se spune că un an lumină este egal cu distanța parcursă de lumină într-un an, se referă exact la spațiul cosmic gol. Cu toate acestea, este interesant de observat că, în alte condiții, viteza luminii poate fi mai mică. De exemplu, în aer, fotonii se împrăștie cu o viteză puțin mai mică decât în ​​vid. Cu care unul - depinde de starea specifică a atmosferei. Astfel, într-un mediu plin cu gaz, un an lumină ar fi ceva mai mic. Cu toate acestea, nu ar diferi semnificativ de cel acceptat.