За своите изчисления астрономите използват специални мерни единици, които не винаги са ясни на обикновените хора. Това е разбираемо, защото ако космическите разстояния се измерват в километри, тогава броят на нулите би заслепил очите. Следователно за измерване на космически разстояния е обичайно да се използват много по-големи количества: астрономическа единица, светлинна година и парсек.

Доста често се използва за указване на разстояния в нашата родна Слънчева система. Ако можем да го изразим и в километри (384 000 км), тогава най-близкият път до Плутон е приблизително 4 250 милиона км и това ще бъде трудно за разбиране. За такива разстояния е време да се използва астрономическа единица (AU), равна на средното разстояние от земната повърхност до Слънцето. С други думи, 1 a.u. съответства на дължината на голямата полуос на орбитата на нашата Земя (150 милиона км). Сега, ако напишете, че най-късото разстояние до Плутон е 28 AU, а най-дългият път може да бъде 50 AU, е много по-лесно да си представите.

Следващата по големина е светлинна година. Въпреки че думата „година“ присъства там, не трябва да се мисли, че говорим за време. Една светлинна година е 63 240 AU. Това е пътят, който един светлинен лъч изминава за 1 година. Астрономите са изчислили, че от най-отдалечените кътчета на Вселената на светлинен лъч са необходими повече от 10 милиарда години, за да стигне до нас. За да си представим това гигантско разстояние, нека го запишем в километри: 95000000000000000000000. Деветдесет и пет милиарда трилиона обичайни километра.

Учените започват да предполагат, че светлината не се разпространява мигновено, а с определена скорост, започвайки от 1676 г. По това време един датски астроном на име Оле Ромер забеляза, че затъмненията на един от спътниците на Юпитер започват да забавят и това се случва точно когато Земята се насочва по орбитата си към противоположната страна на Слънцето, противоположната страна където е бил Юпитер. Мина известно време, Земята започна да се движи назад и затъмненията отново започнаха да се приближават към предишния си график.

Така бяха отбелязани около 17 минути разлика във времето. От това наблюдение се стигна до заключението, че на светлината са нужни 17 минути, за да измине разстояние, равно на дължината на земната орбита. Тъй като е доказано, че диаметърът на орбитата е приблизително 186 милиона мили (сега тази константа е 939 120 000 км), се оказа, че светлинният лъч се движи със скорост от около 186 хиляди мили в секунда.

Още в наше време, благодарение на професор Алберт Майкелсън, който се зае да определи възможно най-точно какво е светлинна година, използвайки различен метод, беше получен крайният резултат: 186 284 мили за 1 секунда (приблизително 300 km/s). Сега, ако преброим броя на секундите в годината и умножим по това число, ще открием, че една светлинна година е дълга 5 880 000 000 000 мили, което съответства на 9 460 730 472 580,8 км.

За практически цели астрономите често използват единица за разстояние, наречена парсек. Равно е на изместването на звездата на фона на други небесни тела с 1"", когато наблюдателят е изместен с 1 радиус

По един или друг начин в ежедневието си измерваме разстояния: до най-близкия супермаркет, до къщата на роднина в друг град, до и т.н. Въпреки това, когато става въпрос за необятността на космическото пространство, се оказва, че използването на познати стойности като километри е изключително ирационално. И въпросът тук е не само в трудността да се възприемат получените гигантски стойности, но и в броя на числата в тях. Дори писането на толкова много нули ще стане проблем. Например най-късото разстояние от Марс до Земята е 55,7 милиона километра. Шест нули! Но червената планета е един от най-близките ни съседи в небето. Как да използваме тромавите числа, които се получават при изчисляване на разстоянието дори до най-близките звезди? И точно сега се нуждаем от такава стойност като светлинна година. Колко е равно? Нека да го разберем сега.

Концепцията за светлинна година е тясно свързана и с релативистката физика, в която тясната връзка и взаимната зависимост на пространството и времето е установена в началото на 20 век, когато постулатите на Нютоновата механика се сриват. Преди тази стойност на разстоянието, по-големи мащабни единици в системата

бяха формирани съвсем просто: всяка следваща беше колекция от единици от по-малък порядък (сантиметри, метри, километри и т.н.). В случай на светлинна година разстоянието беше обвързано с времето. Съвременната наука знае, че скоростта на разпространение на светлината във вакуум е постоянна. Нещо повече, това е максималната скорост в природата, която е допустима в съвременната релативистка физика. Именно тези идеи бяха в основата на новото значение. Една светлинна година е равна на разстоянието, което един светлинен лъч изминава за една земна календарна година. В километри е приблизително 9,46 * 10 15 километра. Интересното е, че един фотон изминава разстоянието до най-близката луна за 1,3 секунди. Има около осем минути до слънцето. Но следващите най-близки звезди, Алфа, вече са на около четири светлинни години.

Просто фантастично разстояние. В астрофизиката има още по-голяма мярка за пространство. Една светлинна година е равна на около една трета от парсек, още по-голяма единица за измерване на междузвездните разстояния.

Скорост на разпространение на светлината при различни условия

Между другото, има и такава характеристика, че фотоните могат да се разпространяват с различна скорост в различни среди. Вече знаем колко бързо летят във вакуум. И когато казват, че една светлинна година е равна на разстоянието, изминато от светлината за една година, те имат предвид празно космическо пространство. Въпреки това е интересно да се отбележи, че при други условия скоростта на светлината може да бъде по-ниска. Например във въздуха фотоните се разпръскват с малко по-ниска скорост, отколкото във вакуум. Кое зависи от конкретното състояние на атмосферата. По този начин в среда, пълна с газ, светлинната година би била малко по-малка. То обаче не би се различавало съществено от приетото.

Именно това определение се препоръчва за използване в научно-популярната литература. В професионалната литература обикновено се използват парсеци и кратни единици (кило- и мегапарсеци) вместо светлинни години за изразяване на големи разстояния.

Преди (преди 1984 г.) една светлинна година беше разстоянието, изминато от светлината за една тропическа година, отнесена към епохата 1900.0. Новата дефиниция се различава от старата с приблизително 0,002%. Тъй като тази единица за разстояние не се използва за измервания с висока точност, няма практическа разлика между старите и новите дефиниции.

Числени стойности

Една светлинна година е равна на:

• 9 460 730 472 580 800 метра (приблизително 9,5 петаметра)

Свързани единици

Следните единици се използват доста рядко, обикновено само в популярни публикации:

• 1 светлинна секунда = 299 792,458 км (точно)
• 1 светлинна минута ≈ 18 милиона км
• 1 светлинен час ≈ 1079 милиона км
• 1 светлинен ден ≈ 26 милиарда км
• 1 светлинна седмица ≈ 181 милиарда км
• 1 светлинен месец ≈ 790 милиарда км

Разстояние в светлинни години

Светлинната година е удобна за качествено представяне на скалите на разстоянието в астрономията.

Мащаб	Стойност (св. години)	Описание
Секунди	4 10 −8	Средното разстояние до Луната е приблизително 380 000 км. Това означава, че лъч светлина, излъчен от повърхността на Земята, ще отнеме около 1,3 секунди, за да достигне повърхността на Луната.
минути	1,6 10 −5	Една астрономическа единица е равна на приблизително 150 милиона километра. Така светлината пътува от Слънцето до Земята за приблизително 500 секунди (8 минути 20 секунди).
Гледам	0,0006	Средното разстояние от Слънцето до Плутон е приблизително 5 светлинни часа.
	0,0016	Устройствата от серията Pioneer и Voyager, летящи извън Слънчевата система, за около 30 години от изстрелването са се преместили на разстояние от около сто астрономически единици от Слънцето, а времето им за реакция на заявки от Земята е приблизително 14 часа.
година	1,6	Вътрешният ръб на хипотетичния облак на Оорт се намира на 50 000 AU. д. от Слънцето, а външната - 100 000 а. д. Ще отнеме около година и половина на светлината да измине разстоянието от Слънцето до външния край на облака.
	2,0	Максималният радиус на зоната на гравитационно влияние на Слънцето („Hill Spheres“) е приблизително 125 000 AU. д.
	4,22	Най-близката до нас звезда (без да броим Слънцето), Проксима Кентавър, се намира на разстояние 4,22 светлинни години. на годината .
Милениум	26 000	Центърът на нашата Галактика е приблизително на 26 000 светлинни години от Слънцето.
	100 000	Диаметърът на диска на нашата Галактика е 100 000 светлинни години.
Милиони години	2,5 10 6	Най-близката спирална галактика до нас, M31, известната галактика Андромеда, е на 2,5 милиона светлинни години.
	3.14 10 6	Галактиката Триъгълник (M33) се намира на 3,14 милиона светлинни години и е най-отдалеченият стационарен обект, видим с просто око.
	5,9 10 7	Най-близкият клъстер от галактики, клъстерът Дева, е на 59 милиона светлинни години.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Гравитационната аномалия "Великият атрактор" се намира на разстояние 150-250 милиона светлинни години от нас.
Милиарди години	1,2 10 9	Великата стена на Слоун е едно от най-големите образувания във Вселената, нейните размери са около 350 Mpc. Ще отнеме около милиард години, докато светлината премине от край до край.
	1,4 10 10	Размерът на причинно-следствената област на Вселената. Изчислява се от възрастта на Вселената и максималната скорост на предаване на информацията – скоростта на светлината.
4,57 10 10	Съпътстващото разстояние от Земята до края на наблюдаваната Вселена във всяка посока; съпътстващ радиус на наблюдаваната Вселена (в рамките на стандартния космологичен модел Lambda-CDM).

Скали за галактически разстояния

• Една астрономическа единица с добра точност е равна на 500 светлинни секунди, тоест светлината достига Земята от Слънцето за около 500 секунди.

Вижте също

Връзки

1. Международна Организация по Стандартизация. 9.2 Мерни единици

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е „Светлинна година“ в други речници:

Извънсистемна единица за дължина, използвана в астрономията; 1 S.g. е равен на изминатото разстояние от светлината за 1 година. 1 S. g. = 0,3068 парсек = 9,4605 1015 м. Физически енциклопедичен речник. М.: Съветска енциклопедия. Главен редактор А. М. Прохоров... ... Физическа енциклопедия

СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за астрономическо разстояние, равна на разстоянието, което светлината изминава в космоса или ВАКУУМА за една тропическа година. Една светлинна година е равна на 9,46071012 км... Научно-технически енциклопедичен речник

СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9.466?1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на... ... Съвременна енциклопедия

Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, т.е. 9,46 1012 км... Голям енциклопедичен речник

Светлинна година- СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9.466´1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на... ... Илюстрован енциклопедичен речник

Извънсистемна единица за дължина, използвана в астрономията. 1 светлинна година е разстоянието, което светлината изминава за 1 година. 1 светлинна година е равна на 9.4605E+12 km = 0.307 pc... Астрономически речник

Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, тоест 9,46·1012 км. * * * СВЕТЛИННА ГОДИНА СВЕТЛИННА ГОДИНА, единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, т.е. 9,46×1012 км... енциклопедичен речник

Светлинна година- единица за разстояние, равна на пътя, изминат от светлината за една година. Една светлинна година е равна на 0,3 парсека... Концепции на съвременното естествознание. Речник на основните термини

Споделете нашите статии!

Светлинна година

По време на изследването на тяхната планета хората се нуждаеха от различни мерки за измерване на разстояния и сегменти. Първоначално мерките за дължина са били неточни, тъй като различните народи са имали свои методи за измерване. Едва през 1791 г. учените от Франция въвеждат мярка, която се използва и до днес - метърът (от гръцки - „мярка“).
Но в началото на двадесети век хората започнаха да насочват вниманието си към изследването на космоса. А фактът, че Вселената има невероятни разстояния, вече съществуващата метрична система се оказа неподходяща за измерване на толкова големи разстояния. Възможно е да се измери в километри разстоянието от нашата планета до Луната или до Марс, но ако измерите разстоянията до други планети или дори звезди, числото ще съдържа невероятен брой нули.
И тогава учените решиха да въведат термина "светлинни години".

Колко светлинни години е това?

Само за една секунда фотоните на светлината изминават 300 хиляди километра. Една светлинна година е броят километри, които светлината изминава за 12 месеца. В километри ще бъде - 9 460 730 472 580,8 километра ≈ 9,46 1015.
Разбира се, използването на термина "светлинни години" е по-удобно от използването на огромни километри. Но, разбира се, има приблизителни стойности:
1 светлинна секунда ≈ 300 хиляди километра.
1 светлинна минута ≈ 18 милиона километра.
1 светлинен час ≈ 1 080 000 000 километра.
1 светлинен ден ≈ 26 000 000 000 километра.
1 светлинна седмица ≈ 181 000 000 000 километра.
1 светлинен месец ≈ 790 000 000 000 километра.

Колко?

Предполагаме, че космическият кораб лети с третата скорост на бягство (около 16,8 километра в секунда), тогава след 18 хиляди години корабът ще лети една светлинна година. И корабът ще прелети през нашата галактика Млечен път, която е около сто хиляди светлинни години в диаметър, за почти 2 милиарда години!
Най-близката звезда до Слънцето е Проксима Кентавър. Намира се на разстояние около четири светлинни години. Ако го изчислите в километри, цифрата се оказва много голяма.
Но ако сравним разстоянието от Проксима Кентавър до най-близката галактика, мъглявината Андромеда, звездата се оказва много близо, тъй като Андромеда се намира на два и половина милиона светлинни години от Млечния път. Космическият кораб ще може да стигне дотам след 35 милиарда години.

За какво още са полезни светлинните години?

Използването на светлинни години ни помага да разберем къде във Вселената можем да се опитаме да намерим интелигентни цивилизации. Ето как учените определят къде има смисъл да се изпращат радиосигнали и къде не.
Как работи: скоростта на светлината е равна на скоростта на радиосигнала и се оказва, че изпращането на съобщения до мястото, където те ще достигнат след хиляди или дори милиарди години, е напълно безполезно. Има смисъл да се търсят „съседи“ чрез изпратен сигнал, който ще продължи поне един човешки живот.

Със сигурност, след като сте чули в някой научнофантастичен екшън филм израз а ла „двадесет до Татуин светлинни години“, мнозина зададоха основателни въпроси. Ще спомена някои от тях:

Една година не е ли време?

Тогава какво е светлинна година?

Колко километра е?

Колко време ще отнеме преодоляването светлинна годинакосмически кораб с Земята?

Реших да посветя днешната статия на обяснението на значението на тази мерна единица, сравнявайки я с нашите обичайни километри и демонстрирайки мащаба, с който работи Вселена.

Виртуален състезател.

Нека си представим човек, който в нарушение на всички правила се втурва по магистрала със скорост 250 км/ч. За два часа ще измине 500 км, а за четири – цели 1000. Ако, разбира се, не катастрофира при това...

Изглежда, че това е скорост! Но за да обиколи целия свят (≈ 40 000 км), нашият състезател ще се нуждае от 40 пъти повече време. И това вече е 4 х 40 = 160 часа. Или почти цяла седмица непрекъснато каране!

Накрая обаче няма да кажем, че е изминал 40 000 000 метра. Защото мързелът винаги ни е принуждавал да измисляме и използваме по-кратки алтернативни мерни единици.

Лимит.

От училищен курс по физика всеки трябва да знае, че най-бързият ездач в Вселена- светлина. За една секунда лъчът му покрива разстояние от приблизително 300 000 км и така ще обиколи земното кълбо за 0,134 секунди. Това е 4 298 507 пъти по-бързо от нашия виртуален състезател!

от Земятапреди лунасветлината достига средно за 1,25 s, до слънцелъчът му ще достигне за малко повече от 8 минути.

Колосално, нали? Но съществуването на скорости, по-големи от скоростта на светлината, все още не е доказано. Ето защо научният свят реши, че би било логично космическите мащаби да се измерват в единици, които една радиовълна (каквато е светлината в частност) пътува през определени интервали от време.

Разстояния.

По този начин, светлинна година- нищо повече от разстоянието, което един светлинен лъч изминава за една година. В междузвездни мащаби използването на единици за разстояние, по-малки от това, няма много смисъл. И все пак те са там. Ето техните приблизителни стойности:

1 светлинна секунда ≈ 300 000 км;

1 светлинна минута ≈ 18 000 000 км;

1 светлинен час ≈ 1 080 000 000 км;

1 светлинен ден ≈ 26 000 000 000 км;

1 светлинна седмица ≈ 181 000 000 000 км;

1 светлинен месец ≈ 790 000 000 000 км.

Сега, за да разберете откъде идват числата, нека изчислим на какво е равно едно светлинна година.

Има 365 дни в годината, 24 часа в денонощието, 60 минути в час и 60 секунди в минута. Така една година се състои от 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 секунди. За една секунда светлината изминава 300 000 км. Следователно за една година неговият лъч ще измине разстояние от 31 536 000 х 300 000 = 9 460 800 000 000 км.

Този номер гласи така: ДЕВЕТ ТРИЛИОНА ЧЕТИРИСТОТИН ШЕСТДЕСЕТ МИЛИАРДА И ОСЕМСТОТИН МИЛИАНДАкилометри.

Разбира се, точното значение светлинни годинималко по-различно от изчисленото от нас. Но когато се описват разстояния до звезди в научно-популярни статии, най-високата точност по принцип не е необходима и сто или два милиона километра няма да играят специална роля тук.

Сега нека продължим нашите мисловни експерименти...

Мащаб.

Да приемем, че модерен космически кораблиста слънчева системас третата евакуационна скорост (≈ 16,7 km/s). Първо светлинна годинатой ще го преодолее за 18 000 години!

4,36 светлинни годинидо най-близката до нас звездна система ( Алфа Кентавър, вижте изображението в началото) ще преодолее след около 78 хиляди години!

Нашите Галактика Млечен път, с диаметър приблизително 100 000 светлинни години, ще премине след 1 милиард 780 милиона години.