Діліться нашими статтями!

Світловий рік

Під час досліджень своєї планети людям були потрібні різні заходи вимірювання відстаней та відрізків. Спочатку заходи довжини були неточними, тому що різні народи мали свої способи вимірювання. Тільки в 1791 році вчені з Франції запровадили міру, яку використовують і донині – метр (від грецької – «захід»).
Але на початку ХХ століття люди почали звертати увагу на вивчення космосу. І те, що Всесвіт має неймовірні відстані, вже існуюча метрична система виявилася непридатною для вимірювання таких великих відстаней. Є можливість виміряти за кілометри відстань від нашої планети до Місяця або до Марса, проте якщо вимірювати відстані до інших планет, а то й зірок, то в цифрі буде неймовірна кількість нулів.
І тоді вчені вирішили запровадити термін «світлові роки».

Світлові роки це скільки?

Протягом однієї секунди фотони світла долає довжину 300 тисяч км. Світловий рік – та кількість кілометрів, яка світло пролітає за 12 місяців. У кілометрах це буде - 9460730472580,8 кілометрів ≈ 9,46 1015.
Звичайно, використання терміна «світлові роки» зручніше, ніж використовувати величезні кілометри. Але, звичайно ж, є приблизні значення:
1 світлова секунда - 300 тисяч кілометрів.
1 світлова хвилина - 18 мільйонів кілометрів.
1 світлова година ≈ 1080000000 кілометрів.
1 світлова доба ≈ 26 000 000 000 кілометрів.
1 світловий тиждень - 181 000 000 000 кілометрів.
1 світловий місяць ≈ 790 000 000 000 км.

Наскільки багато?

Припускаємо, що космічний корабель летить із третьою космічною швидкістю (близько 16.8 кілометрів за секунду), то за 18 тисяч років корабель пролетить один світловий рік. А нашу галактику Чумацький шлях, який у діаметрі близько ста тисяч світлових років, корабель пролетить за майже 2 мільярди років!
Найближча до Сонця зірка – це Проксима Центавра. Вона знаходиться на відстані близько чотирьох світлових років. Якщо перераховувати на кілометри, то цифра виходить дуже великою.
Але якщо порівнювати відстань від Проксима Центаври до найближчої галактики Туманності Андромеди, то зірка виявляється дуже близько, тому що Андромеда знаходиться за два з половиною мільйони світлових років від Чумацького Шляху. Космічний корабель зможе туди долетіти за 35 мільярдів років.

Чим ще корисні світлові роки?

Використання світлових років допомагає розуміти, де у Всесвіті можна спробувати знайти розумні цивілізації. Так вчені визначаються, куди є сенс посилати радіосигнали, а ні.
Як це працює: швидкість світла дорівнює швидкості радіосигналу, і виходить, що відправляти повідомлення туди, куди вони дійдуть через тисячі, а то й мільярди років, марно. Є сенс шукати «сусідів» через сигнал, який буде йти хоча б протягом одного людського життя.

Скільки земних років у світлових роках?

Це докорінно невірне переконання, що цей термін вимірює час. Світловий рік не відноситься до земного часу і не пов'язаний з ним. Він позначає лише міру виміру відстаней, яке проходить світлом за рік на Землі.

Відстань між зірками настільки великі, що вимірювати їх кілометрами чи милями – заняття з нескінченними нулями. Звичну систему вимірювань застосовують позначення відстаней лише у системі. Наприклад, що мінімальна відстань від Землі до Марса - 55,76 мільйонів кілометрів. Зі зірками все складніше, і тут зазвичай використовують поняття світлового року та парсека.

Астрономічна одиниця- прийнята в астрономії одиниця виміру об'єктів Сонячної системита найближчих до неї об'єктів Всесвіту. Астрономічна одиниця дорівнює 149 598 100 км (+- ~ 750 км), що дорівнює середньому відстані Землі від Сонця. Сучасні спостереження зафіксували поступово збільшення значення на 15 см щорічно, що пояснюється можливою втратою Сонцем маси наслідки сонячного вітру.

Світловий рік- відстань, яка світло проходить за один рік, в метрах це 9460730472580800. Насправді світло зірок, яке ми бачимо в безхмарну ніч, йшло до нашої планети багато століть, а деякі з них взагалі більше не існують.

Парсек, він же «паралакс кутової секунди» - це відстань, з якої середній радіус орбіти Землі (перпендикулярний до променя зору), видно під кутом в одну секунду кутову. Якщо дуже легко, то парсек = 3,26 світловим рокам.

Цікаво те, що у науково-популярній та фантастичній літературі прийнято використовувати поняття світлового року, а парсеками зазвичай користуються лише у професійних працях та дослідженнях.

(Галактика UDFj-39546284 - найдальша від Землі галактика (13,3 мільярда світлових років від Землі), на знімку, зробленому телескопом Хаббл виглядає, як червона точка)

Найближча до нас зірка – це Альфа Центавра, яка знаходиться від Землі на відстані 4,37 світлових років. А ось до найвіддаленішої галактики (станом на грудень 2012 року) від Землі цілих 13,3 мільярдів світлових років! Виходить, коли сонце цієї галактики (відомої під індексом UDFj-39546284) згасне, людство про це дізнається ще не скоро.

22 лютого 2017 року NASA повідомило, що у одиночної зірки TRAPPIST-1 знайдено 7 екзопланет. Три з них знаходяться в діапазоні відстаней від зірки, в якому планета може мати рідку воду, а вода - це ключова умова для життя. Повідомляється також, що ця зоряна система знаходиться на відстані 40 світлових років від Землі.

Це повідомлення наробило багато шуму в ЗМІ, декому навіть здалося, що людство знаходиться за крок від будівництва нових поселень біля нової зірки, але це не так. Але 40 світлових років - це багато, це багато, це занадто багато кілометрів, тобто це жахливо колосальна відстань!

З курсу фізики відома третя космічна швидкість - це така швидкість, яку має мати тіло на поверхні Землі, щоб вийти за межі Сонячної системи. Значення цієї швидкості дорівнює 16,65 км/сек. Звичайні орбітальні космічні кораблістартують зі швидкістю 7,9 км/сек і обертаються навколо Землі. В принципі, швидкість в 16-20 км/сек є цілком доступною сучасним земним технологіям, але не більше!

Людство ще навчилося розганяти космічні кораблі швидше, ніж 20 км/сек.

Розрахуємо, скільки років знадобиться зорельоту, що летить зі швидкістю 20 км/сек, щоб подолати 40 світлових років і досягти зірки TRAPPIST-1.
Один світловий рік – це відстань, яка проходить промінь світла у вакуумі, а швидкість світла дорівнює приблизно 300 тис. км/сек.

Космічний корабель, зроблений руками людей, летить зі швидкістю в 20 км/сек, тобто в 15000 разів повільніше за швидкість світла. 40 світлових років такий корабель подолає за час, що дорівнює 40*15000=600000 років!

Земний корабель (при сучасному рівнітехнології) долетить до зірки TRAPPIST-1 приблизно за 600 тис. років! Людина розумна існує на Землі (на думку вчених) всього 35-40 тис. років, а тут цілих 600 тис. років!

Найближчим часом технології не дозволять людині досягти зірки TRAPPIST-1. Навіть перспективні двигуни (іонні, фотонні, космічні вітрила і т.д.), яких немає в земній реальності, оцінно можуть розігнати корабель до швидкості в 10000 км/сек, а значить, час польоту до системи TRAPPIST-1 скоротиться до 120 років . Це вже більш-менш прийнятний час для польоту за допомогою анабіозу або для кількох поколінь переселенців, але сьогодні всі ці двигуни - фантастика.

Навіть найближчі зірки поки що надто далекі від людей, надто далекі, не кажучи вже про зірки нашої Галактики або інші галактики.

Поперечник нашої галактики Чумацький Шлях становить приблизно 100 тис. світлових років, тобто шлях з кінця до кінця для сучасного земного корабля становитиме 1,5 млрд. років! Наука передбачає, що на Землі 4,5 млрд. років, а багатоклітинного життя приблизно 2 млрд. років. Відстань до найближчої до нас галактики – Туманності Андромеди – 2,5 млн. світлових років від Землі – які жахливі відстані!

Як видно, з усіх людей, що нині живуть, ніхто і ніколи не ступить ногою на землю планети у іншої зірки.

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії; 1 С. р. дорівнює відстані, що проходить світлом за 1 рік. 1 С. р = 0,3068 парсек = 9,4605 1015 м. Фізичний енциклопедичний словник. М: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. Фізична енциклопедія

СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця виміру астрономічної відстані, що дорівнює відстані, яку світло проходить у відкритому космосі або у ВАКУУМІ за один тропічний рік. Один світловий рік дорівнює 9,46071012 км. Науково-технічний енциклопедичний словник

СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом протягом 1 року, тобто. 9,466-1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найвіддаленіші зірки Галактики знаходяться на… Сучасна енциклопедія

Одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, тобто 9,46?1012 км. Великий Енциклопедичний словник

Світловий рік- СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця довжини, що застосовується в астрономії: шлях, прохідний світлом протягом 1 року, тобто. 9,466´1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найвіддаленіші зірки Галактики знаходяться на… Ілюстрований енциклопедичний словник

Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії. 1 світловий рік - відстань, яка проходить світло за 1 рік. 1 світловий рік дорівнює 9.4605E+12 км = 0.307 пк … Астрономічний словник

Одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить протягом року, тобто 9,46·1012 км. * * * СВІТЛОВИЙ РІК СВІТЛОВИЙ РІК, одиниця міжзоряних відстаней; шлях, який світло проходить за рік, тобто 9,46Ч1012 км. Енциклопедичний словник

Світловий рік- одиниця відстані, що дорівнює шляху, що проходить світлом за один рік. Світловий рік дорівнює 0,3 парсека. Концепція сучасного природознавства. Словник основних термінів

світловий рік- šviesmetis statusas t sritis standartizacija ir metrologija apibrėžtis astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9,46073 · 10¹² km. atitikmenys: англ. light… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

світловий рік- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. light year vok. Lichtjahr, n rus. світловий рік, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Книжки

• Назад дороги немає. Комплект з 3-х книг, Лук'янов Олексій, Наумов Іван Сергійович. Комплект із 3 книг. 1. "Цунамі. Книга перша. Струси землі" 1999 рік. Єгор та Юся Круглови залишаються без піклування дорослих. Попереду на них не чекає нічого хорошого. Інвалідність перетворила...
• Захоплююча астрономія, Качур Олена. Про книгу У новій та довгоочікуваній книзі Човостик та дядько Кузя вирушають до обсерваторії! Тут на них чекає захоплююче знайомство з небесними світилами, що прикрашають наше нічне небо. Разом з…

А ви знаєте, чому астрономи не застосовують світловий рік для обчислення відстаней до віддалених об'єктів у космосі?

Світловий рік – це позасистемна одиниця виміру відстаней у космічному просторі. Вона повсюдно використовується у популярних книгах та підручниках з астрономії. Тим не менш, у професійній астрофізиці ця цифра використовується вкрай рідко і часто для визначення відстаней до недалеких об'єктів у космосі. Причина цього проста: якщо визначати відстань у світлових роках до далеких об'єктів у Всесвіті, число виявиться настільки величезним, що використовувати його для фізико-математичних обчислень буде непрактично та незручно. Тому замість світлового року у професійній астрономії використовуються така одиниця виміру, якою набагато зручніше оперувати при виконанні складних математичних розрахунків.

Визначення терміна

Визначення терміна «світловий рік» ми можемо знайти у будь-якому підручнику астрономії. Світловий рік – це відстань, яку промінь світла проходить за один земний рік. Таке визначення може задовольнити любителя, але фахівець із космології вважає його неповним. Він зауважить, що світловий рік - це не просто відстань, яка світло проходить за рік, а відстань, яка промінь світла за 365,25 земних дня проходить у вакуумі, не відчуваючи на собі впливу магнітних полів.

Світловий рік дорівнює 9,46 трильйона кілометрів. Саме така відстань променя світла проходить за рік. Але як астрономи досягли такого точного визначення променевого шляху? Про це ми поговоримо нижче.

Як визначили швидкість світла

У давнину вважалося, що світло поширюється у Всесвіті миттєво. Однак, починаючи з сімнадцятого століття, вчені почали сумніватися в цьому. Першим у запропонованому твердженні засумнівався Галілей. Саме він намагався визначити час, за який промінь світла проходить відстань у 8 км. Але через те, що така відстань була мізерною для такої величини, як швидкість світла, експеримент закінчився невдачею.

Першим серйозним зрушенням у питанні було спостереження відомого датського астронома Олафа Ремер. У 1676 році він помітив різницю в часі затемнення залежно від наближення та видалення до них Землі у космічному просторі. Дане спостереження Ремер успішно пов'язав з тим фактом, що чим далі Земля віддаляється від , тим більше часу потрібно світла, яке відбивається від них, щоб пройти відстань до нашої планети.

Суть цього факту Ремер вловив точно, але вирахувати достовірну величину швидкості світла йому так і не вдалося. Його підрахунки були неправильні, оскільки в сімнадцятому столітті він не міг мати точні дані про відстань від Землі до інших планет Сонячної системи. Ці дані було визначено трохи пізніше.

Подальші зрушення у дослідженнях та визначення світлового року

У 1728 році англійському астроному Джеймсу Бредлі, який виявив ефект аберації зірок, вдалося першому вирахувати приблизну швидкість світла. Він визначив її значення 301 тис. км/с. Але це значення було неточним. Більш досконалі способи обчислення швидкості світла були проведені безвідносно до космічних тіл - Землі.

Спостереження за швидкістю світла у вакуумі за допомогою обертового колеса і дзеркала, були проведені А.Фізо та Л. Фуко відповідно. З їхньою допомогою фізикам вдалося наблизитися до реального значення цієї величини.

Точна швидкість світла

Точну швидкість світла вченим вдалося визначити лише у минулому столітті. Ґрунтуючись на теорії електромагнетизму Максвелла, за допомогою сучасної лазерної техніки та обчислень з поправкою на коефіцієнт заломлення променевого потоку в повітрі, вченим вдалося обчислити точну величину швидкості світла 299 792,458 км/с. Цією величиною астрономи користуються й досі. Далі визначити світловий день, місяць та рік було вже справою техніки. Шляхом нехитрих обчислень вчені отримали цифру 9,46 трильйона кілометрів - саме стільки часу знадобилося б променю світла для того, щоб облетіти довжину земної орбіти.