4 світлові роки. Світловий рік у кілометрах
Напевно, почувши в якомусь фантастичному бойовику вираз а-ля «до Татуїна двадцять. світлових років», багато хто ставився закономірними питаннями. Озвучу деякі з них:
Хіба рік це не час?
Тоді що ж таке світловий рік?
Скільки у ньому кілометрів?
За скільки подолає світловий рік космічний корабельз Землі?
Сьогоднішню статтю я вирішив присвятити поясненню значення цієї одиниці виміру, порівнянню її з нашими звичними кілометрами та демонстрації масштабів, якими оперує Всесвіт.
Віртуальний гонщик.
Уявімо собі людину, порушуючи всі правила, що несеться по шосе зі швидкістю 250 км/год. За дві години він подолає 500 км, а за чотири – цілих 1000. Якщо, звичайно, не розіб'ється у процесі…
Здавалося б, ось це швидкість! Але для того, щоб обійти весь земна куля(≈ 40 000 км), нашому гонщику знадобиться у 40 разів більше часу. А це вже 4х40 = 160 годин. Або майже цілий тиждень безперервної їзди!
У результаті, однак, ми не скажемо, що він подолав 40 000 000 метрів. Так як лінь завжди змушувала нас вигадувати і використовувати коротші альтернативні одиниці виміру.
Межа.
Зі шкільного курсу фізики кожному має бути відомо, що найшвидший їздок у Всесвіту- Світло. За одну секунду його промінь долає відстань приблизно 300 000 км, а земна куля, таким чином, вона обігне за 0,134 секунди. Це в 4298507 разів швидше, ніж наш віртуальний гонщик!
Від Землідо Місяцясвітло доходить у середньому за 1,25 с, до Сонцяа його промінь домчить трохи більше, ніж за 8 хвилин.
Колосально, чи не так? Адже поки що не доведено існування швидкостей, більших швидкості світла. Тому вчений світ вирішив, що логічно вимірюватиме космічні масштаби в одиницях, які за певні інтервали часу проходить радіохвиля (яке світло, зокрема, і є).
Відстань.
Таким чином, світловий рік- ні що інше, як відстань, яку промінь світла долає за один рік. У міжзоряних масштабах використовувати одиниці відстані, менші за цю, не має особливого сенсу. І все-таки вони є. Ось їх наближені значення:
1 світлова секунда - 300 000 км;
1 світлова хвилина - 18 000 000 км;
1 світлова година ≈ 1080000000 км;
1 світлова доба ≈ 26 000 000 000 км;
1 світловий тиждень ≈ 181 000 000 000 км;
1 світловий місяць ≈ 790 000 000 000 км.
А тепер, щоб ви розуміли, звідки беруться цифри, обчислимо, до чого дорівнює один світловий рік.
У році 365 діб, на добу 24 години, у годині 60 хвилин, а в хвилині 60 секунд. Таким чином, рік складається з 365 х 24 х 60 х 60 = 31536000 секунд. За секунду світло проходить 300 000 км. Отже, протягом року його промінь подолає відстань 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 км.
Це число читається так: Дев'ять трильйонів, чотириста шістдесят мільярдів і вісімсот мільйонівкілометрів.
Звісно, точне значення світлового року трохи відрізняється від обчисленого нами. Але при описі відстаней до зірок у науково-популярних статтях найвища точністьв принципі не потрібна, і сотня-друга мільйонів кілометрів тут особливої ролі не зіграють.
А тепер продовжимо наші мисленні експерименти…
Масштаби.
Припустимо, що сучасний космічний корабельзалишає Сонячну системуіз третьою космічною швидкістю (≈ 16,7 км/с). Перший світловий ріквін подолає за 18 000 років!
4,36 світлових роківдо найближчої до нас зіркової системи ( Альфи Центавра, див. зображення на початку) він подолає приблизно за 78 тисяч років!
Нашу галактику Чумацький Шлях, що має в діаметрі приблизно 100 000 світлових років, він перетне за 1 млрд. 780 млн. років.
Саме це визначення рекомендоване для використання у науково-популярній літературі. У професійній літературі для вираження великих відстаней замість світлового року зазвичай використовуються парсеки та кратні одиниці (кіло- та мегапарсеки).
Раніше (до 1984 року) світловим роком називалася відстань, що проходить світлом за один тропічний рік, віднесений до епохи 1900,0. Нове визначення відрізняється від старого приблизно 0,002 %. Так як дана одиниця відстані не використовується для високоточних вимірювань, практичної різниці між старим і новим визначеннями немає.
Числові значення
Світловий рік дорівнює:
- 9 460 730 472 580 800 метрів (приблизно 9,5 петаметрів)
Пов'язані одиниці
Нижченаведені одиниці використовуються досить рідко, зазвичай лише в популярних публікаціях:
- 1 світлова секунда = 299 792,458 км (точно)
- 1 світлова хвилина ≈ 18 млн км
- 1 світлова година ≈ 1079 млн км
- 1 світлова доба ≈ 26 млрд км
- 1 світловий тиждень ≈ 181 млрд км
- 1 світловий місяць ≈ 790 млрд км
Відстань у світлових роках
Світловий рік зручний для якісного уявлення масштабів відстані в астрономії.
| Масштаб | Значення (св. років) | Опис |
|---|---|---|
| Секунди | 4·10 −8 | Середня відстань до Місяця приблизно дорівнює 380 000 км. Це означає, що променю світла, випущеному з Землі , знадобиться близько 1,3 секунди , щоб досягти поверхні Місяця. |
| Хвилини | 1,6·10 −5 | Одна астрономічна одиниця дорівнює приблизно 150 мільйонів кілометрів. Таким чином, світло доходить від Сонця до Землі приблизно за 500 секунд (8 хвилин 20 секунд). |
| Годинник | 0,0006 | Середня відстань від Сонця до Плутона приблизно дорівнює 5 світловим годинникам. |
| 0,0016 | Апарати серій «Піонер» та «Вояджер», що летять за межі Сонячна система, Приблизно за 30 років , минулі після запуску, пішли на відстань близько ста астрономічних одиниць від Сонця, і час їхнього відгуку на запити із Землі приблизно дорівнює 14 годин. | |
| Рік | 1,6 | Внутрішній край гіпотетичної хмари Оорта розташований 50 000 а. е. від Сонця, а зовнішній - в 100 000 а. е. Щоб подолати відстань від Сонця до зовнішнього краю хмари, світлу знадобиться близько півтора року. |
| 2,0 | Максимальний радіус області гравітаційного впливу Сонця («Сфери Хілла») – приблизно 125 000 а. е. | |
| 4,22 | Найближча до нас зірка (крім Сонця), Проксима Центавра, розташована на відстані 4,22 св. року. | |
| Тисячоліття | 26 000 | Центр нашої Галактики знаходиться на відстані приблизно 26 000 світлових років від Сонця. |
| 100 000 | Діаметр диска нашої Галактики – 100 000 світлових років. | |
| Мільйони років | 2,5·10 6 | Найближча до нас спіральна галактика M31, знаменита галактика Андромеди, віддалена від нас на 2,5 млн світлових років. |
| 3,14·10 6 | Галактика Трикутника (M33) розташовується за 3,14 млн світлових років від нас і є найбільш віддаленим стаціонарним об'єктом, видимим неозброєним оком. | |
| 5,9·10 7 | Найближче скупчення галактик, скупчення Діви, віддалено від нас на 59 мільйонів світлових років. | |
| 1,5 · 10 8 - 2,5 · 10 8 | Гравітаційна аномалія "Великий атрактор" розташовується на відстані 150-250 мільйонів світлових років від нас. | |
| Мільярди років | 1,2·10 9 | Велика стіна Слоуна - одна з найбільших утворень у Всесвіті, розміри її близько 350 Мпк. Щоб світло подолало її з кінця в кінець, потрібно близько мільярда років. |
| 1,4 · 10 10 | Розмір причинно-пов'язаної області Всесвіту. Обчислюється із віку Всесвіту та максимальної швидкості передачі інформації - швидкості світла. | |
| 4,57 · 10 10 | Супутня відстань від Землі до краю Всесвіту, що спостерігається в будь-якому напрямку; супутній радіус Всесвіту (в рамках стандартної космологічної моделі Лямбда-CDM). |
Галактичні масштаби відстаней
- Астрономічна одиниця з хорошою точністю дорівнює 500 світловим секундам, тобто світло сягає Сонця до Землі приблизно за 500 секунд.
також
Посилання
- International Organization for Standardization. 9.2 Measurement units (англ.)
Примітки
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Світловий рік" в інших словниках:
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, рівна відстані, яке 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, що проходить світлом за 1 рік, тобто. 9,466-1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найбільш віддалені зірки Галактики перебувають 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, що проходить світлом за 1 рік, тобто. 9,466´1012 км. Відстань до найближчої зірки (Проксіма Кентавра) приблизно 4,3 світлових років. Найбільш віддалені зірки Галактики перебувають на… Ілюстрований енциклопедичний словник
Позасистемна одиниця довжини, що застосовується в астрономії. 1 світловий рік відстань, яка проходить світло протягом 1 року. 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
Який би спосіб життя ми не вели, чим би не займалися, так чи інакше, ми день у день використовуємо будь-які одиниці виміру. Ми просимо налити склянку води, розігріваємо свій сніданок до певної температури, візуально оцінюємо, скільки нам необхідно пройти до найближчого поштового відділення, домовляємось про зустріч у певний час тощо. Усі ці дії вимагають
Не просто обчислень, а й певного виміру різних числових категорій: відстані, кількості, ваги, часу та іншого. У нашій повсякденному життіми регулярно використовуємо цифри. І до цих чисел давно звикли, наче до інструментів свого роду. Але що відбувається, коли ми вибираємось із повсякденної зони комфорту і стикаємося з незвичайними для нас числовими значеннями? У цій статті йтиметься про фантастичні цифри Всесвіту.
Вселенські простори
Ще більш дивним чином справи з космічними відстанями. Ми цілком усвідомлюємо кілометри до сусіднього міста та навіть від Москви до Нью-Йорка. Але складно собі уявити відстані наочно, коли йдеться про масштаби зоряних скупчень. Саме тепер нам буде потрібний так званий світловий рік. Адже відстані навіть між сусідніми зірками надзвичайно великі, і вимірювати їх за кілометри чи милі - просто нераціонально. І тут вже справа не тільки в складності сприйняття величезних цифр, а в кількості їх нулів. Проблемою стає написати число. Наприклад, відстань від Землі до Марса під час найбільшого зближення - 55,7 мільйонів кілометрів. Значення з шістьма нулями. Адже Марс - це один із наших найближчих космічних сусідів! Відстань до найближчої, крім Сонця, зірки буде ще в мільйони разів більшою. І тоді б, вимірювай ми його за кілометри чи милі, астрономам довелося б витрачати години свого часу тільки на записування цих велетенських величин. Світловий рік вирішив цю проблему. Вихід був вигаданий досить дотепний.
Чому дорівнює світловий рік?
Замість того, щоб вигадувати нову одиницю виміру, що є сумою одиниць дрібнішого порядку (як це відбувається з міліметрами, сантиметрами, метрами, кілометрами), було вирішено прив'язати відстань до часу. Власне, той факт, що час також є фізичним полем, що впливає на події.
того, взаємопов'язаним і конвертованим з простором, було відкрито ще Альбертом Ейнштейном і підтверджено у його теорії відносності. Постійною швидкістю стала швидкість світла. А проходження світловим променем певної відстані за одиницю часу дало нові фізичні просторові величини: світлова секунда, світлова хвилина, світлова доба, світловий місяць, світловий рік. Наприклад, за секунду промінь світла (в умовах космосу - вакуумі) проходить відстань приблизно 300 тисяч кілометрів. Неважко підрахувати, що один світловий рік дорівнює приблизно 9,46 * 1015. Так, відстань від Землі до найближчого космічного тіла, Місяця – трохи більше однієї світлової секунди, до Сонця – близько восьми світлових хвилин. Окраїнні тіла Сонячної системи по сучасним уявленнямобертаються орбітою на відстані в один світловий рік. Наступна найближча до нас зірка, вірніше, система з подвійної зірки, Альфи і Проксіми Центавра, так далеко, що навіть світло від них доходить до наших телескопів лише через чотири роки після свого старту. І це все ще найближчі до нас небесні тіла. Світло з іншого кінця Чумацького шляху витрачає понад сотню тисяч років, щоб дістатися до нас.
Досліджуючи власну планетуПротягом сотень років люди винаходили все нові та нові системи для вимірювання відрізків відстані. У результаті було вирішено вважати універсальною одиницею довжини один метр, а великий шлях виміряти за кілометри.
Але двадцяте століття поставило перед людством нову проблему. Люди почали уважно вивчати космос – і виявилося, що простори Всесвіту неосяжні настільки, що кілометри тут просто не годяться. У звичних одиницях ще можна висловити відстань від Землі до Місяця чи Землі до Марса. Але якщо намагатися визначити, на скільки кілометрів відстане від нашої планети найближча зірка, цифра «обростає» неймовірною кількістю знаків після коми.
Чому дорівнює 1 світловий рік?
Стало очевидно, що для дослідження просторів космосу необхідна нова одиниця виміру – і нею став світловий рік. За секунду світло проходить 300 000 кілометрів. Світловий рік - це відстань, яке світло пройде рівно за рік - і в перекладі на більш звичну систему числення ця відстань дорівнює 9460730472580, 8 кілометра.Зрозуміло, що використовувати лаконічне «один світловий рік» набагато зручніше, ніж щоразу застосовувати у розрахунках цю величезну цифру.
З усіх зірок найближче до нас знаходиться Проксима Центавра - вона видалена «лише» на 4,22 світлових років. Звичайно, у перерахунку на кілометри цифра вийде неймовірно величезною. Проте все пізнається в порівнянні - якщо враховувати, що найближча галактика під назвою Андромеда віддалена від Чумацького Шляхуна цілих 2,5 мільйона світлових років, вищезгадана зірка і справді починає здаватися дуже близькою сусідкою.
До речі, використання світлових років допомагає вченим зрозуміти, в яких куточках Всесвіту має сенс шукати розумне життя, а куди посилати радіосигнали марно. Адже швидкість радіосигналу аналогічна швидкості світла - відповідно, вітання, відправлене у бік далекої галактики, досягне мети лише за мільйони років. Відповіді розумніше чекати від ближчих «сусідів» - об'єктів, гіпотетичні сигнали у відповідь яких доберуться до земних апаратів хоча б протягом життя людини.
1 світловий рік це скільки земних років?
Широко поширена хибна думка, що світловий рік є одиницею виміру часу. Насправді це не так. Термін не має жодного відношення до земних років, ніяк з ними не співвідноситься і позначає виключно відстань, що світло проходить за один земний рік.
