Koncepcja rok świetlny często wprowadza w błąd. Samo istnienie słowa rok skłoniło wielu do skojarzenia tego wyrażenia z jednostką czasową. Jest to jednak jednostka miary długości geograficznej używana w dziedzinie astronomii, więc zamiast mówić „weź rok świetlny”, ludzie mówią „być o rok świetlny stąd”.
W tym artykule powiemy ci, czym jest rok świetlny, jak się go mierzy, przykłady i wiele więcej.
Co to jest rok świetlny
Ta koncepcja działa jako jednostka miary w astronomii, która określa ilościowo odległość, jaką foton lub cząsteczka światła może pokonać w próżni jednego roku. W kategoriach liczbowych Jeden rok świetlny to 9,46 x 1012 km lub 9.460.730.472.580,8 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX km. To urządzenie zostało specjalnie zaprojektowane do pomiaru ogromnych odległości gwiezdnych rozciągających się na miliardy kilometrów. Odległości te wymagają określonej miary, aby wyrazić je w łatwo zrozumiały sposób.
Międzynarodowa Unia Astronomiczna podaje dokładną definicję roku świetlnego, w skrócie ly lub ly w języku angielskim. Aby to zmierzyć, należy wziąć pod uwagę kalendarz juliański (zamiast gregoriańskiego) i prędkość światła (obliczoną na 299.792.458 XNUMX XNUMX metrów na sekundę). Dlatego czas trwania roku, w którym podróżuje światło odległość w przestrzeni wynosi 365,25 dni, zamiast 365,2425 dni jak w kalendarzu gregoriańskim.
Podobnie jak inne jednostki miary odległości, miara ta może być rozszerzona do wyższych wielokrotności przez dodanie przedrostka do wartości liczbowej. Na przykład odległość 1.000 lat świetlnych można wyrazić jako kilorok świetlny lub kly, podczas gdy odległość 1.000.000 XNUMX XNUMX lat świetlnych można wyrazić jako mega-rok świetlny lub gly.
Pochodzenie pojęcia
W połowie XIX wieku Friedrich Bessel, niemiecki astronom i matematyk, ustalił pojęcie roku świetlnego jako jednostki miary. Przełomowym osiągnięciem Bessela było precyzyjne obliczenie odległości Ziemi od gwiazdy innej niż Słońce, a konkretnie gwiazdy 61 Cygni znajdującej się w gwiazdozbiorze Łabędzia. Ta odległość była zdumiewająca przebieg 98.734.594.662 61.350.985.287,1 XNUMX XNUMX kilometrów lub XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX mil, To były dość trudne liczby do zniesienia. Aby obejść ten problem, Bessel zdecydował się wyrazić tę odległość w kategoriach czasu potrzebnego światłu na pokonanie tej odległości, czyli około 10,3 lat.
W okresie, w którym pracował Bessel, prędkość światła nie została jeszcze dokładnie określona, co skłoniło go do unikania używania terminu „rok świetlny” w swoich obliczeniach. Otto Ule, niemiecki pisarz popularnonaukowy, wprowadził pojęcie „roku świetlnego” w 1851 roku i zaproponował, aby używać go w podobny sposób do „godziny marszu”.
Ta jednostka miary była początkowo postrzegana jako jednostka astronomiczna przez niemiecką akademię, chociaż niektórzy, jak brytyjski astrofizyk Arthur Eddington, byli przeciwni jego przyjęciu, uważając go za uciążliwy, niepraktyczny i lepiej nadający się do popularnonauki.
Przykłady odległości mierzonych w latach świetlnych
Mierząc w latach świetlnych, pewne odległości przestrzenne stają się szczególnie znaczące. Zobaczmy niektóre z najbardziej reprezentatywnych przykładów, w których naukowcy używają tej jednostki miary:
- Droga Mleczna, nasza własna galaktyka, ma średnicę około 150.000 240.000 lat świetlnych. Dla porównania Andromeda, sąsiadująca z nią galaktyka, ma średnicę około 2.500.000 XNUMX lat świetlnych. Obie galaktyki dzieli odległość XNUMX XNUMX XNUMX lat świetlnych.
- Na zewnętrznej krawędzi Nasz Układ Słoneczny znajduje się w Obłoku Oorta., a odległość między tym obłokiem a Słońcem wynosi około 1 roku świetlnego.
- Następny Centauri, najbliższa Słońcu gwiazda, oddalona o 4,22 lat świetlnych.
- Galaktyka karłowata Canis Major, która znajduje się najbliżej Drogi Mlecznej, jest od niej oddalona o 25.000 XNUMX lat świetlnych.
- Lokalna grupa galaktyk, w tym Droga Mleczna, Ma szacunkową średnicę 10.000.000 XNUMX XNUMX lat świetlnych.
- Supergromada w Pannie, która obejmuje Lokalną Grupę Galaktyk, ma szacunkową średnicę 200 000 000 lat świetlnych.
- Kompleks supergromad w Rybach i Wielorybie, która obejmuje supergromadę w Pannie, ma szacunkową średnicę 1.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX lat świetlnych.
- La Wielki Mur Herkulesa-Corona Borealis, największa obserwowalna struktura astronomiczna we wszechświecie, ma w przybliżeniu średnicę ponad 10.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX lat świetlnych.
Inne astronomiczne jednostki miary
Oprócz tej dobrze znanej astronomicznej jednostki miary istnieją inne jednostki miary, które służą do przedstawiania dużych odległości między ciałami niebieskimi a formacjami kosmicznymi. Kilka z tych jednostek wywodzi się z roku świetlnego, w tym miesiąc świetlny, dzień świetlny, godzina świetlna, minuta świetlna i sekunda świetlna. Jednostki te działają na tej samej zasadzie i są często wykorzystywane w nauce popularnej, telekomunikacji i fizyce relatywistycznej.
Specjaliści od astronomii preferują stosowanie jednostek astronomicznych, których długość przekracza jeden rok świetlny. Przykładami takich jednostek są:
- Nazwany na cześć angielskiej paralaksy jednej sekundy łukowej, Parsek (pc) to jednostka miary odpowiadająca 3,2616 lat świetlnych.
- Naukowcy ustalili, obliczając średnią odległość między Ziemią a Słońcem jednostka astronomiczna (AU) jako ekwiwalent 8 minut świetlnych.
Studenci astronomii preferują jednostkę astronomiczną jako preferowaną jednostkę miary ze względu na jej względnie stałą wartość, którą można wyrazić prostszymi słowami. Z drugiej strony wartość roku świetlnego zależy od kontekstu, na przykład od tego, czy pomiar jest dokonywany w próżni, czy też używany jest kalendarz juliański lub gregoriański.
Rok świetlny jest mniej precyzyjną i bardziej złożoną jednostką miary niż inne. Jednakże, ma tę zaletę, że jest bardzo opisowym przedstawieniem wielkich odległości między ciałami niebieskimi. Dzieje się tak, ponieważ światło, które jest najszybszą jednostką we wszechświecie, jest używane jako punkt odniesienia do pomiaru tych odległości.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o tym, czym jest rok świetlny i jak się go mierzy.