Η έννοια της έτος φωτός είναι συχνά παραπλανητικό. Η ίδια η ύπαρξη της λέξης έτος έχει οδηγήσει πολλούς να συσχετίσουν την έκφραση με μια χρονική ενότητα. Ωστόσο, είναι η μονάδα μέτρησης του γεωγραφικού μήκους που χρησιμοποιείται στον τομέα της αστρονομίας, οπότε αντί να λένε "πάρε ένα έτος φωτός", οι άνθρωποι λένε "να είσαι ένα έτος φωτός μακριά".
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι έτος φωτός, πώς μετριέται, παραδείγματα και πολλά άλλα.
Τι είναι έτος φωτός
Αυτή η ιδέα λειτουργεί ως μονάδα μέτρησης στην αστρονομία που ποσοτικοποιεί την απόσταση που ένα φωτόνιο ή ένα σωματίδιο φωτός μπορεί να διανύσει μέσα στο κενό ενός έτους. Με αριθμητικούς όρους, Ένα έτος φωτός ισούται με 9,46 x 1012 km ή 9.460.730.472.580,8 km. Αυτή η μονάδα σχεδιάστηκε ειδικά για τη μέτρηση τεράστιων αστρικών αποστάσεων που εκτείνονται σε δισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Αυτές οι αποστάσεις απαιτούν ένα συγκεκριμένο μέτρο για να εκφραστούν με τρόπο εύκολα κατανοητό.
Η Διεθνής Αστρονομική Ένωση παρέχει τον ακριβή ορισμό του έτους φωτός, που συντομεύεται ως ly ή ly στα αγγλικά. Για τη μέτρησή του πρέπει να ληφθεί υπόψη το Ιουλιανό ημερολόγιο (αντί για το Γρηγοριανό) και η ταχύτητα του φωτός (υπολογισμένη στα 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο). Επομένως, η διάρκεια ενός έτους κατά το οποίο το φως ταξιδεύει μια απόσταση στο διάστημα είναι ίση με 365,25 ημέρες, αντί για 365,2425 ημέρες όπως στο Γρηγοριανό ημερολόγιο.
Όπως και άλλες μονάδες μέτρησης απόστασης, αυτή η μέτρηση μπορεί να επεκταθεί σε υψηλότερα πολλαπλάσια προσθέτοντας ένα πρόθεμα στην αριθμητική τιμή. Για παράδειγμα, μια απόσταση 1.000 ετών φωτός μπορεί να εκφραστεί ως κιλό-έτος φωτός ή kly, ενώ μια απόσταση 1.000.000 ετών φωτός μπορεί να εκφραστεί ως μέγα-έτος φωτός ή gly.
Η προέλευση της έννοιας
Στα μέσα του 61ου αιώνα, ο Φρίντριχ Μπέσελ, Γερμανός αστρονόμος και μαθηματικός, καθιέρωσε την έννοια του έτους φωτός ως μονάδα μέτρησης. Το πρωτοποριακό επίτευγμα του Bessel ήταν ο ακριβής υπολογισμός της απόστασης από τη Γη σε ένα αστέρι διαφορετικό από τον Ήλιο, συγκεκριμένα το αστέρι XNUMX Cygni που βρίσκεται στον αστερισμό του Κύκνου. Αυτή η απόσταση ήταν εκπληκτική ποσό 98.734.594.662 χιλιομέτρων ή 61.350.985.287,1 μιλίων, Ήταν αρκετά δύσκολο να διαχειριστείς αριθμούς. Για να παρακάμψει αυτό το πρόβλημα, ο Bessel επέλεξε να εκφράσει αυτήν την απόσταση ως προς το χρόνο που χρειάζεται για το φως να διανύσει αυτήν την απόσταση, που είναι περίπου 10,3 χρόνια.
Κατά τη χρονική περίοδο κατά την οποία ο Bessel εργαζόταν, η ταχύτητα του φωτός δεν είχε ακόμη προσδιοριστεί με ακρίβεια, γεγονός που τον οδήγησε να αποφύγει τη χρήση του όρου «έτος φωτός» στους υπολογισμούς του. Ο Otto Ule, ένας Γερμανός συγγραφέας δημοφιλών επιστημών, εισήγαγε την έννοια του «έτος φωτός» το 1851 και πρότεινε να χρησιμοποιηθεί με παρόμοιο τρόπο με την «ώρα του Μαρτίου».
Αυτή η μονάδα μέτρησης θεωρήθηκε αρχικά ως αστρονομική μονάδα από τη γερμανική ακαδημία, αν και ορισμένοι, όπως ο Βρετανός αστροφυσικός Άρθουρ Έντινγκτον, ήταν κατά της υιοθέτησής του, θεωρώντας το δυσκίνητο, μη πρακτικό και πιο κατάλληλο για τη λαϊκή επιστήμη.
Παραδείγματα αποστάσεων που μετρήθηκαν σε έτη φωτός
Όταν μετρώνται σε έτη φωτός, ορισμένες χωρικές αποστάσεις γίνονται ιδιαίτερα σημαντικές. Ας δούμε μερικά από τα πιο αντιπροσωπευτικά παραδείγματα όπου οι επιστήμονες χρησιμοποιούν αυτήν τη μονάδα μέτρησης:
- Ο γαλαξίας, ο δικός μας γαλαξίας, έχει διάμετρο περίπου 150.000 έτη φωτός. Για σύγκριση, η Ανδρομέδα, ο γειτονικός της γαλαξίας, έχει διάμετρο περίπου 240.000 έτη φωτός. Οι δύο γαλαξίες χωρίζονται σε απόσταση 2.500.000 ετών φωτός.
- Στο εξωτερικό άκρο του Το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται στο Νέφος Oort., και η απόσταση μεταξύ αυτού του νέφους και του Ήλιου είναι περίπου 1 έτος φωτός.
- Επόμενος Κένταυρος, το πλησιέστερο αστέρι στον Ήλιο, απέχει 4,22 έτη φωτός μακριά.
- Ο νάνος γαλαξίας Canis Major, που είναι ο πλησιέστερος στον Γαλαξία μας, χωρίζεται από αυτόν σε απόσταση 25.000 ετών φωτός.
- Η τοπική ομάδα γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία, Έχει εκτιμώμενη διάμετρο 10.000.000 έτη φωτός.
- Το Υπερσμήνος της Παρθένου, το οποίο περιλαμβάνει την Τοπική Ομάδα γαλαξιών, έχει εκτιμώμενη διάμετρο 200 έτη φωτός.
- Το σύμπλεγμα υπερσμήνος Ιχθύων-Κήτου, το οποίο περιλαμβάνει το Υπερσμήνος της Παρθένου, έχει εκτιμώμενη διάμετρο 1.000.000.000 έτη φωτός.
- La Σινικό Τείχος του Ηρακλή-Corona Borealis, η μεγαλύτερη παρατηρήσιμη αστρονομική δομή στο σύμπαν, έχει κατά προσέγγιση διάμετρο μεγαλύτερη από 10.000.000.000 έτη φωτός.
Άλλες αστρονομικές μονάδες μέτρησης
Εκτός από αυτή τη γνωστή αστρονομική μονάδα μέτρησης, υπάρχουν και άλλες μονάδες μέτρησης που χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν τις μεγάλες αποστάσεις μεταξύ ουράνιων σωμάτων και διαστημικών σχηματισμών. Πολλές από αυτές τις μονάδες προέρχονται από το έτος φωτός, συμπεριλαμβανομένων του μήνα φωτός, της ημέρας φωτός, της ώρας φωτός, του λεπτού φωτός και του δευτερολέπτου φωτός. Αυτές οι μονάδες λειτουργούν με την ίδια αρχή και χρησιμοποιούνται συχνά στη δημοφιλή επιστήμη, τις τηλεπικοινωνίες και τη σχετικιστική φυσική.
Οι ειδικοί της αστρονομίας τείνουν να ευνοούν τη χρήση αστρονομικών μονάδων που υπερβαίνουν το ένα έτος φωτός σε μήκος. Παραδείγματα τέτοιων μονάδων περιλαμβάνουν:
- Ονομάστηκε για την αγγλική παράλλαξη ενός δευτερολέπτου τόξου, Το parsec (pc) είναι μονάδα μέτρησης που ισοδυναμεί με 3,2616 έτη φωτός.
- Υπολογίζοντας τη μέση απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου, οι επιστήμονες διαπίστωσαν την αστρονομική μονάδα (AU) ως ισοδύναμο 8 λεπτών φωτός.
Οι φοιτητές αστρονομίας τείνουν να προτιμούν την αστρονομική μονάδα ως μονάδα μέτρησης που προτιμούν λόγω της σχετικά σταθερής τιμής της, η οποία μπορεί να εκφραστεί με απλούστερους όρους. Από την άλλη πλευρά, η τιμή του έτους φωτός υπόκειται σε συναφείς εκτιμήσεις, όπως εάν η μέτρηση λαμβάνεται σε κενό ή εάν χρησιμοποιείται το Ιουλιανό ή το Γρηγοριανό ημερολόγιο.
Το έτος φωτός είναι λιγότερο ακριβής και πιο σύνθετη μονάδα μέτρησης από άλλες. Ωστόσο, έχει το πλεονέκτημα ότι είναι μια πολύ περιγραφική αναπαράσταση των μεγάλων αποστάσεων μεταξύ των ουράνιων αντικειμένων. Αυτό συμβαίνει επειδή το φως, που είναι η ταχύτερη οντότητα στο σύμπαν, χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς για τη μέτρηση αυτών των αποστάσεων.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το τι είναι το έτος φωτός και πώς μετριέται.