Чому дорівнює 1 світловий рік у роках. Що таке світловий рік

Для своїх розрахунків астрономи використовують особливі одиниці виміру, які завжди зрозумілі звичайним людям. Воно й зрозуміло, адже якби космічні відстані вимірювалися кілометрами, то від кількості нулів рябило б в очах. Тому для вимірювання космічних відстаней прийнято використовувати набагато більші величини: астрономічну одиницю, світловий рік та парсек.

Досить часто застосовується для вказівки відстаней усередині нашої рідної Сонячної системи. Якщо ще можна висловити за кілометри (384 000 км), то до Плутона самий близький шляхскладає приблизно 4 250 мільйонів км, а це вже для розуміння буде складно. Для таких відстаней час використовувати астрономічну одиницю (а.е.), рівну середній відстані від земної поверхні до Сонця. Іншими словами, 1 а. відповідає довжині великої півосі орбіти Землі (150 млн. км.). Тепер, якщо написати, що найкоротша відстань до Плутона дорівнює 28 а.е., а найдовший шлях може становити 50 а.е., це набагато легше собі уявити.

Наступний за величиною – світловий рік. Хоча там є слово «рік», не треба думати, що йдеться про час. Один світловий рік становить 63 240 а. Це шлях, який робить промінь світла протягом 1 року. Астрономи підрахували, що з найдальших куточків Всесвіту промінь світла добирається до нас більш ніж за 10 млрд. років. Щоб уявити собі цю гігантську відстань, запишемо її в кілометрах: 9,5 трлн. Дев'яносто п'ять мільярдів трильйонів звичних кілометрів.

Про те, що світло поширюється не миттєво, а з певною швидкістю, вчені почали здогадуватися починаючи з 1676 року. Саме в цей час датський астроном на ім'я Оле Ремер звернув увагу, що затемнення одного супутника Юпітера починають запізнюватися, причому це відбувалося саме тоді, коли Земля прямувала своєю орбітою до протилежної стороні Сонця, зворотній тій, де був Юпітер. Минуло якийсь час, Земля почала повертатись назад, і затемнення знову почали наближатися до колишнього розкладу.

Таким чином, було відзначено близько 17 хвилин різниці у часі. З цього спостереження було зроблено висновок: світла проходження відстані довжиною діаметр орбіти Землі знадобилося 17 хвилин. Оскільки було доведено, що діаметр орбіти становить приблизно 186 мільйонів миль (зараз ця константа дорівнює 939 120 000 км), виходило, що промінь світла рухається зі швидкістю близько 186 тисяч миль за 1 секунду.

Вже в наш час завдяки професору Альберту Майкельсону, який став метою максимально точно визначити, чому дорівнює світловий рік, за допомогою іншого методу було отримано остаточний підсумок: 186 284 миль за 1 секунду (приблизно 300 км/с). Тепер, якщо підрахувати кількість секунд на рік і помножити на це число, то отримаємо, що світловий рік має довжину 5880000000000 миль, що відповідає 9460730472580,8 км.

Для практичних цілей астрономи часто використовують таку одиницю відстані, як парсек. Він дорівнює зміщенню зірки на тлі інших небесних тілна 1"" при зміщенні спостерігача на 1 радіус

Для того, щоб усвідомити сенс поняття «світловий рік», спочатку необхідно згадати шкільний курс фізики, особливо його розділ, який стосується швидкості світла. Отже, швидкість світла у вакуумі, де на нього не впливають різні фактори, такі як гравітаційні та магнітні поля, зважені частинки, заломлення прозорого середовища та інше, становить 299 792,5 кілометра на секунду. Потрібно розуміти, що в даному випадкупід світлом маються на увазі , що сприймаються людським зором.

Менш відомими одиницями вимірювання відстані є світловий місяць, тиждень, доба, година, хвилина та секунда.

Досить довге світла вважалася нескінченною величиною, а першою людиною, яка обчислила зразкову швидкість світлових променів у вакуумі, став астроном Олаф Ремер у середині XVII століття. Звичайно, його дані були дуже приблизними, але важливим є сам факт визначення кінцевого значення швидкості. 1970 року швидкість світла була визначена з точністю до одного метра за секунду. Більше точних результатівдосягти не вдалося досі, оскільки виникли проблеми з похибкою зразка метра.

Світловий рік та інші відстані

Оскільки відстані величезні, вимір їх у звичних одиницях було б нераціональним і незручним. Виходячи з цих міркувань, було запроваджено спеціальну – світловий рік, тобто відстань, яка світло проходить за так званий юліанський рік (рівний 365,25 діб). Враховуючи, що кожну добу містять у собі 86 400 секунд, можна вирахувати, що за рік промінь світла долає відстань дещо більше 9,4 кілометрів. Ця величина здається величезною, однак, наприклад, відстань до найближчої до Землі зірки Проксіми Центавра становить 4,2 роки, а діаметр галактики Чумацький шляхперевищує 100 000 світлових років, тобто візуальні спостереження, які можна зробити зараз, відображають картину, що існувала близько сотні тисяч років тому.

Промінь світла долає відстань від Землі до Місяця приблизно за секунду, а ось сонячне світлодобирається до нашої планети понад вісім хвилин.

У професійній астрофізиці поняття світлового рокувикористовується рідко. Вчені переважно оперують такими одиницями, як парсек та астрономічна одиниця. Парсек – це відстань до уявної точки, з якою радіус орбіти Землі видно під кутом за одну кутову секунду (1/3600 градуса). Середній радіус орбіти, тобто відстань від Землі до Сонця, називається астрономічною одиницею. Парсек дорівнює приблизно трьом світловим рокам або 30,8 трильйона кілометрів. Астрономічна одиниця приблизно дорівнює 149,6 мільйонів кілометрів.

Конвертер довжини та відстані Конвертер маси Конвертер мір об'єму сипучих продуктів та продуктів харчування Конвертер площі Конвертер об'єму та одиниць вимірювання кулінарних рецептахКонвертер температури Конвертер тиску, механічної напруги, модуля Юнга Конвертер енергії та роботи Конвертер потужності Конвертер сили Конвертер часу Конвертер лінійної швидкості Плоский кутКонвертер теплової ефективності та паливної економічності Конвертер чисел в різних системахобчислення Конвертер одиниць вимірювання кількості інформації Курси валют Розміри жіночого одягуі взуття Розміри чоловічого одягу та взуття Конвертер кутової швидкості та частоти обертання Конвертер прискорення Конвертер кутового прискорення Конвертер щільності Конвертер питомого об'єму Конвертер моменту інерції Конвертер моменту сили Конвертер крутного моменту Конвертер питомої теплотизгоряння (за масою) Конвертер щільності енергії та питомої теплоти згоряння палива (за обсягом) Конвертер різниці температур Конвертер коефіцієнта теплового розширення Конвертер термічного опоруКонвертер питомої теплопровідності Конвертер питомої теплоємностіКонвертер енергетичної експозиції та потужності теплового випромінювання Конвертер щільності теплового потокуКонвертер коефіцієнта тепловіддачі Конвертер об'ємної витрати Конвертер масової витрати Конвертер молярної витрати Конвертер щільності потоку маси Конвертер молярної концентрації Конвертер масової концентрації в розчині Конвертер динамічної (абсолютної) в'язкості Конвертер кінематичної в'язкості Конвертер поверхневого натягуКонвертер паропроникності Конвертер паропроникності та швидкості перенесення пари Конвертер рівня звуку Конвертер чутливості мікрофонів Конвертер рівня звукового тиску (SPL) Конвертер рівня звукового тиску з можливістю вибору опорного тиску Конвертер яскравості Конвертер сили світла Конвертер освітленості Конвертер роздільної здатності в комп'ютерній графіці діоптріях та фокусна відстаньОптична сила в діоптріях та збільшення лінзи (×) Конвертер електричного заряду Конвертер лінійної щільності заряду Конвертер поверхневої щільності заряду Конвертер об'ємної щільності заряду Конвертер електричного струмуКонвертер лінійної щільності струму Конвертер поверхневої щільності струму Конвертер напруженості електричного поля Конвертер електростатичного потенціалу та напруги Конвертер електричного опоруКонвертер питомого електричного опору Конвертер електричної провідності Конвертер питомої електричної провідності Електрична ємність Конвертер індуктивності Конвертер Американського калібру проводів Рівні в dBm (дБм або дБмВт), dBV (дБВ), ватах та ін одиницях Конвертер магніт магнітного поляКонвертер магнітного потоку Конвертер магнітної індукції Радіація. Конвертер потужності поглиненої дози іонізуючого випромінювання Радіоактивність. Конвертер радіоактивного розпаду Радіація. Конвертер експозиційної дози. Конвертер поглиненої дози Конвертер десяткових приставок Передача даних Конвертер одиниць типографіки та обробки зображень Конвертер одиниць вимірювання об'єму лісоматеріалів Обчислення молярної масиПеріодична система хімічних елементівД. І. Менделєєва

1 кілометр [км] = 1,0570008340247E-13 світловий рік [св. р.]

Вихідна величина

Перетворена величина

метр эксаметр петаметр тераметр гигаметр мегаметр километр гектометр декаметр дециметр сантиметр миллиметр микрометр микрон нанометр пикометр фемтометр аттометр мегапарсек килопарсек парсек световой год астрономическая единица лига морская лига (брит.) морская лига (международная) лига (статутная) миля морская миля (брит.) морская миля (міжнародна) миля (статутна) миля (США, геодезична) миля (римська) 1000 ярдів фарлонг фарлонг (США, геодезичний) чейн чейн (США, геодезичний) rope (англ. rope) рід (США, геодезичний) перч поль (англ. pole) морська сажень, фатом сажень (США, геодезична) лікоть ярд фут (США, геодезичний) лінк лінк (США, геодезичний) лікоть (брит.) хенд п'ядь фінгер нейль дюйм дюйм (США) barleycorn) тисячна мікродюйм ангстрем атомна одиницядовжини ікс-одиниця ферми арпан пайка друкарський пункт твіп лікоть (шведський) морська сажень (шведська) калібр сантидюйм кен аршин actus (Др. Рим.) vara de tarea vara conuquera vara castellana лікоть (грецька) планківська довжина класичний радіус електрона борівський радіус екваторіальний радіус Землі полярний радіус Землі відстань від Землі до Сонця радіус Сонця світлова наносекунда світлова мікросекунда світлова мілісекунда світлова секунда світлова година світлова доба світловий тиждень Мільярд кабелів кабельтів (США) морська миля (США) світлова хвилина стійкий юніт горизонтальний крок цицеро піксель лінія дюйм (російський) вершок п'ядь фут сажень коса сажень верста межова верста

Конвертер футів і дюймів у метри та назад

фут дюйм

Питома витрата палива

Детальніше про довжину та відстань

Загальні відомості

Довжина – це найбільший вимір тіла. У тривимірному просторі довжина зазвичай вимірюється горизонтально.

Відстань - це величина, що визначає наскільки два тіла віддалені одне від одного.

Вимірювання відстані та довжини

Одиниці відстані та довжини

У системі СІ довжина вимірюється за метри. Похідні величини, такі як кілометр (1000 метрів) та сантиметр (1/100 метра), також широко використовуються в метричній системі. У країнах, де не користуються метричною системою, наприклад у США та Великій Британії, використовують такі одиниці як дюйми, фути та милі.

Відстань у фізиці та біології

У біології та фізиці часто вимірюють довжину набагато менше одного міліметра. Для цього прийнято спеціальна величина, мікрометр. Один мікрометр дорівнює 1×10⁻⁶ метра. У біології в мікрометрах вимірюють величину мікроорганізмів та клітин, а у фізиці – довжину інфрачервоного електромагнітного випромінювання. Мікрометр також називають мікроном і іноді, особливо в англомовній літературі, позначають грецькою літерою µ. Широко використовуються й інші похідні метри: нанометри (1×10⁻⁹ метра), пікометри (1×10⁻¹² метра), фемтометри (1×10⁻¹⁵ метра та аттометри (1×10⁻¹⁸ метра)).

Відстань у навігації

У судноплавстві використовують морські милі. Одна морська миля дорівнює 1852 метрів. Спочатку вона вимірювалася як дуга за хвилину по меридіану, тобто 1/(60×180) меридіана. Це полегшувало обчислення широти, оскільки 60 морських миль дорівнювали одному градусу широти. Коли відстань вимірюється у морських милях, швидкість часто вимірюють у морських вузлах. Один морський вузол дорівнює швидкості руху одну морську милю на годину.

Відстань в астрономії

В астрономії вимірюють великі відстані, тому полегшення обчислень прийняті спеціальні величини.

Астрономічна одиниця(а. е., au) дорівнює 149 597 870 700 метрів. Величина однієї астрономічної одиниці – константа, тобто постійна величина. Вважають, що Земля перебуває від Сонця з відривом однієї астрономічної одиниці.

Світловий рікдорівнює 10 000 000 000 000 або 10 ³ кілометрів. Це відстань, яка проходить світло у вакуумі за один юліанський рік. Ця величина використовується у науково-популярній літературі частіше, ніж у фізиці та астрономії.

Парсекприблизно дорівнює 30 856 775 814 671 900 метрів або приблизно 3,09 × 10 ³ кілометрів. Один парсек - це відстань від Сонця до іншого астрономічного об'єкта, наприклад планети, зірки, місяця або астероїда, з кутом в одну кутову секунду. Одна кутова секунда – 1/3600 градуса, або приблизно 4,8481368 мкрад у радіанах. Парсек можна обчислити, використовуючи паралакс - ефект видимої зміни положення тіла, залежно від точки спостереження. При вимірах прокладають відрізок E1A2 (на ілюстрації) від Землі (точка E1) до зірки чи іншого астрономічного об'єкта (точка A2). Через шість місяців, коли Сонце знаходиться на іншій стороні Землі, прокладають новий відрізок E2A1 від нового положення Землі (точка E2) до нового положення в просторі того ж самого астрономічного об'єкта (точка A1). При цьому Сонце перебуватиме на перетині цих двох відрізків у точці S. Довжина кожного з відрізків E1S та E2S дорівнює одній астрономічній одиниці. Якщо відкласти відрізок через точку S, перпендикулярний E1E2, він пройде через точку перетину відрізків E1A2 та E2A1, I. Відстань від Сонця до точки I – відрізок SI, він дорівнює одному парсеку, коли кут між відрізками A1I та A2I – дві кутові секунди.

На малюнку:

A1, A2: видиме положення зірки
E1, E2: положення Землі
S: положення Сонця
I: точка перетину
IS = 1 парсек
∠P or ∠XIA2: кут паралаксу
∠P = 1 кутова секунда

Інші одиниці

Ліга- застаріла одиниця довжини, що використовувалася раніше у багатьох країнах. У деяких місцях її досі застосовують, наприклад, на півострові Юкатан та у сільських районах Мексики. Це відстань, яку людина проходить за годину. Морська ліга – три морські милі, приблизно 5,6 кілометра. Льє - одиниця приблизно рівна лізі. У англійськоюі льє, і ліги називаються однаково, league. У літературі льє іноді зустрічається у назві книг, як, наприклад, «20 000 льє під водою» - відомий роман Жюля Верна.

Лікоть- Старовинна величина, що дорівнює відстані від кінчика середнього пальця до ліктя. Ця величина була поширена в античному світі, в середньовіччі, і до нового часу.

Ярдвикористовується в британській імперській системі мір і дорівнює трьом футам або 0,9144 метра. У деяких країнах, наприклад, у Канаді, де прийнята метрична система, ярди використовують для вимірювання тканини та довжини басейнів та спортивних полів та майданчиків, наприклад, полів для гольфу та футболу.

Визначення метра

Визначення метра кілька разів змінювалося. Спочатку метр визначали як 1/10000000 відстані від Північного полюса до екватора. Пізніше метр дорівнював довжині платиноїрідієвого зразка. Пізніше метр прирівнювали до довжини хвилі оранжевої лінії електромагнітного спектру атома криптону ⁸⁶Kr у вакуумі, помноженої на 1650763,73. Сьогодні метр визначають як відстань, пройдену світлом у вакуумі за 1/299 792 458 секунд.

Обчислення

У геометрії відстань між двома точками, А та В, з координатами A(x₁, y₁) та B(x₂, y₂) обчислюють за формулою:

і протягом кількох хвилин ви отримаєте відповідь.

Розрахунки для переведення одиниць у конвертері « Конвертер довжини та відстані» виконуються за допомогою функцій unitconversion.org.

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 земну кулю(≈ 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 ≈ 18000000 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.

Звичайно, точне значення світлового рокутрохи 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 систему із 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.

Галактичні масштаби відстаней

Світловий рік ( св. м., ly) - позасистемна одиниця довжини, що дорівнює відстані, що проходить світлом за один рік.

Точніше, за визначенням Міжнародного астрономічного союзу (МАС) світловий рік дорівнює відстані, яке світло проходить у вакуумі, не відчуваючи впливу гравітаційних полів, за один юліанський рік (рівний за визначенням 365,25 стандартної доби по 86 400 секунд СІ, або 31 557 600 секунд). 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, прохідне світломза 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 9,46 петаметрів)
63 241,077 астрономічної одиниці (а. е.)
0,306 601 парсека

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 приблизно дорівнює 380 000 км. Це означає, що променю світла, випущеному з поверхні, потрібно близько 1,3 секунди, щоб досягти поверхні Місяця.
Хвилини	1,6·10 −5	Одна астрономічна одиниця дорівнює приблизно 150 мільйонам кілометрів. Таким чином, світло доходить від Землі приблизно за 500 секунд (8 хвилин 20 секунд).
Годинник	0,0006	Середня відстань від Сонця приблизно дорівнює 5 світловим годинникам.
Годинник	0,0016	Апарати серій «Піонер» і, що летять за межі, приблизно за 30 років, що пройшли 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 гіпотетичного розташований у 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.
	4,2	Найближча до нас (не рахуючи Сонця), Проксима Центавра, розташована на відстані 4,2 св. року.
Тисячоліття	26 000	Центр нашої Галактики знаходиться на відстані приблизно 26 000 світлових років від Сонця.
Тисячоліття	100 000	Діаметр диска нашого – 100 000 світлових років.
Мільйони років	2,5·10 6	Найближча до нас M31, знаменита, віддалена від нас на 2,5 млн світлових років.
	3,14·10 6	(M33) знаходиться в 3,14 млн світлових років від нас і є найбільш віддаленим стаціонарним об'єктом, видимим неозброєним оком.
	5,8·10 7	Найближче, скупчення Діви, віддалено від нас на 58 мільйонів світлових років.
	Десятки мільйонів світлових років	Характерний розмір скупчень галактик діаметром.
	1,5 · 10 8 - 2,5 · 10 8	Гравітаційна аномалія «Великий атрактор» знаходиться на відстані 150-250 мільйонів світлових років від нас.
Мільярди років	1,2·10 9	Велика стіна Слоуна - одне з найбільших утворень, 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).

Схожі статті