Световой год: что это такое, чему он равняется?

Что такое световой год?

На самом деле световой год — это не единица времени, как вы могли подумать. Это единица длины, используемая в астрономии. Это относится к расстоянию, проходимому светом за год.

он обычно используется в учебниках по астрономии или научной фантастике для определения длины Солнечной системы. Для более точных математических расчетов за основу берется другая единица — парсек.

Как измеряется световой год?

Появление светового года в астрономии было связано с развитием звездных наук и необходимостью использования параметров, сопоставимых с масштабами космоса. Эта концепция была представлена ​​через несколько лет после первого успешного измерения расстояния от Солнца до звезды 61 Лебедя в 1838 году.

Первоначально световой год был расстоянием, пройденным светом за тропический год. То есть на период времени, равный всему циклу смены сезона. Однако с 1984 года они начали брать за основу юлианский год (365,25 дня).

Как определяется скорость света?

Чтобы рассчитать световой год, исследователям сначала нужно было определить скорость света. Когда-то астрономы считали, что лучи в космосе распространяются мгновенно. Но в 17 веке такой вывод стал вызывать сомнения.

Первые попытки произвести расчеты были сделаны Галилео Галлилеем. Он решил подсчитать время, за которое свет пролетел 8 км. Его исследования не увенчались успехом. Джеймс Брэдли смог вычислить примерное значение 1728 года, определив значение скорости в 301 тысячу км / с.

Что такое «яркое лето»

Световой год односторонней системы (St., ly) равен расстоянию, пройденному светом в вакууме за июльский год (365,25 дня).

Этот термин в основном используется в науке и научной фантастике, а в профессиональной среде термин «парсек» был принят с приставкой «кило» и «мега».

И только в 1984 году, согласно яркому году, чтобы понять расстояние со светом, пройденное в тропический год, теперь значение изменилось на 0,002%, но практическая ценность этой разницы, потому что в яркие годы не так много измерений сделано точно. Скорость света около 300 тысяч.

Км в секунду и яркий год — около 10 триллионов километров (9460,8800 миллионов км). С точки зрения расстояний, например, Сириус находится в 8 световых годах от ближайшей близости к звезде Проксима Центавра — 4,22 световых года, а диаметр римской дороги — нашей галактики составляет 100 000 световых лет.

Точная скорость света

Ученым удалось определить точную скорость света только в прошлом веке. Основываясь на теории электромагнетизма Максвелла, с помощью современных лазерных технологий и исправленных расчетов показателя преломления потока лучей в воздухе, ученые смогли вычислить точное значение скорости света 299 792 458 км / с. Астрономы до сих пор используют это значение. Более того, определение дня, месяца и года уже было вопросом техники. Путем несложных расчетов ученые получили цифру в 9,46 триллиона километров — это время, за которое луч света пролетает по орбите Земли.

Год на Земле и Марсе в сравнении

В астрономии существует несколько определений длины года

• Сидерический или сидерический год — это период, в течение которого завершается полный оборот вокруг Солнца.
• Солнечный или тропический — время, в течение которого Солнце проходит цикл сезонов.

Независимо от метода измерения — относительно Солнца или звезд — марсианский год длиннее земного из-за различий в скорости движения и длине орбиты. Продолжительность годового сегмента измеряется в днях. Таким образом, год на Марсе длится 686,98 дней, а на Земле — 365,26 дня, что почти вдвое меньше. Тропический период голубой планеты составляет 365,24 дня, что также примерно половина интервала красной.

Солнечный год обеих планет на 20 минут короче звездного года, потому что Солнце приходит в точку весеннего равноденствия до того, как завершится полное вращение вокруг оси. День равноденствия дает наименьшую погрешность измерения, его обычно используют как точку отсчета. При изменении условий наблюдения изменится и продолжительность года. Характеристики орбитального движения изначально приводят к непостоянной продолжительности, эти различия немного больше, чем на Земле.

Марс, как и Земля, имеет времена года. У Земли с меньшей эллиптической орбитой времена года примерно такой же продолжительности. Центр орбиты четвертой планеты значительно смещен от Солнца. По этой причине Марс ведет себя иначе: проходит близко к звезде, движется быстрее и медленнее удаляется от звезды. Следовательно, в Северном полушарии самая короткая зима — 4 месяца, а весна, которая наступает только в отдаленных местах, длится 7 наших месяцев или 193 сол. В южном полушарии разница между сезонами намного меньше.

Если пересчитать марсианское время в месяцы стандартного земного календаря, мы получим 22 месяца 18 дней или 98 недель на Земле, то есть 12 месяцев и 52 недели соответственно.

Как определили скорость света

В древности считалось, что свет мгновенно распространяется по Вселенной. Однако, начиная с 17 века, ученые начали в этом сомневаться. Галилей был первым, кто поставил под сомнение вышеуказанное утверждение. Именно он попытался определить время, за которое луч света проходит расстояние 8 км. Но из-за того, что это расстояние было незначительным для такой величины, как скорость света, эксперимент закончился неудачей.

Первым серьезным изменением в этом вопросе стало наблюдение известного датского астронома Олафа Ремера. В 1676 году он заметил разницу во времени затмения спутников Юпитера в зависимости от приближения и расстояния Земли от них в космосе. Ремер успешно связал это наблюдение с тем фактом, что чем дальше Земля удаляется от Юпитера, тем больше времени требуется отраженному им свету, чтобы преодолеть расстояние от нашей планеты.

Ремер уловил суть этого факта, но не смог вычислить достоверное значение скорости света. Его расчеты были ошибочными, поскольку в семнадцатом веке он не мог иметь точных данных о расстоянии от Земли до других планет Солнечной системы. Эти данные были определены несколько позже.

Какова скорость света?

Какая скорость света

Несмотря на то, что Брэдли произвел достаточно правильные расчеты, точную скорость они смогли определить только в 20 веке. Для этого были использованы современные лазерные технологии. Совершенное оборудование позволило правильно рассчитать показатель преломления лучей. В итоге это значение составило 299 792 458 километров в секунду.

Кстати, этими цифрами астрономы оперируют и по сей день. В будущем простые вычисления помогли точно определить время, необходимое лучам, чтобы облететь орбиту земного шара, не влияя на них со стороны гравитационных полей.

Хотя скорость света несопоставима с земными расстояниями, ее использование в расчетах объясняется тем, что люди привыкли мыслить «земными» категориями.

Чему равен 1 световой год в километрах

За основу расчета было взято 365 дней. Если вы вычислите дневное значение в секундах, вы получите 86400 секунд. А всего за эти дни их будет 31 557 600 человек.

Мы подсчитали, как далеко проходит луч света за одну секунду. Умножив это на 31 557 600, мы получим чуть более 9,4 триллиона. Это световой год, измеряемый в километрах. Именно на это расстояние луч света пройдет в вакууме за 365 дней. Он будет делать это, кружась по орбите Земли без влияния гравитационных полей.

Примеры некоторых расстояний, рассчитанных подобным образом

• Луч света преодолевает расстояние от Земли до Луны за 1 минуту 3 секунды;
• Через 100 000 из этих лет можно определить диаметр нашего галактического диска;
• Расстояние в световых часах от Солнца до Плутона — 5,25 часа;
• Луч от Земли достигнет Галактики Андромеды за 2 500 000 световых лет, а до звезды Проксима Центавра — всего за 4;
• Солнечный свет достигает нашей планеты за 8,20 минут;
• На расстоянии 26 тысяч световых лет от Солнца находится Центр нашей Галактики;
• Скопление Девы расположено на расстоянии примерно 58 000 000 лет от нашей планеты;
• Скопления галактик в диаметре измеряются десятками миллионов таких лет;
• Максимальное расстояние, измеренное от Земли до края видимой Вселенной, составило 45 миллиардов световых лет.

Дальнейшие сдвиги в исследованиях и определение светового года

Гипотетический фотон, блуждающий с Земли на Луну. Все пропорции соблюдены.

В 1728 году английский астроном Джеймс Брэдли, открывший эффект аберрации звезд, первым вычислил приблизительную скорость света. Он определил его значение в 301 тысячу км / с. Но это значение было неточным. Более изощренные методы расчета скорости света созданы без учета космических тел — на Земле.

Зачем использовать световые годы?

Если бы астрономы измерили расстояния до других звезд, туманностей и галактик в километрах, это были бы невероятные значения с огромным количеством нулей. Для планет солнечной системы, где расстояния «всего» измеряются миллионами и миллиардами километров, это все равно будет работать, но для межзвездных расстояний километры слишком малы. Это как расстояние между городами в миллиметрах.

Световой год — гораздо большая величина, просто огромная. Но даже при этом, например, расстояние до ближайшей звезды составляет более 4 световых лет, для некоторых — сотни и тысячи. Например, туманность Ориона находится на расстоянии 1300 световых лет от нас, а центр Галактики — на расстоянии 26000 световых лет. Диаметр нашей Галактики составляет 100 000 световых лет. В километрах расстояние до туманности Ориона будет выглядеть так: 12 651 000 000 000 000 км. Световые годы — довольно удобный способ измерения.

Но, опять же, это нормально для внутригалактических расстояний, которые хоть и колоссальны, но все же малы по сравнению с межгалактическими расстояниями. Итак, расстояние до ближайшей к нам галактики Андромеды составляет 2,5 миллиона световых лет, и даже больше, счет исчисляется миллиардами.

С другой стороны, понятие «световой год» позволяет заглянуть в прошлое. Итак, глядя на галактику Андромеды, находящуюся в 2,5 миллиона световых лет от нас, мы видим ее такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад, а не сейчас. В конце концов, мы только что достигли света этой галактики, который излучил 2,5 миллиона лет назад. Звезда на расстоянии 1000 световых лет может взорваться прямо сейчас, но свет от взрыва достигнет Земли только через 1000 лет. Целое тысячелетие мы будем видеть звезду так, как будто она все еще существует.

Но мы не можем заглянуть дальше 13,8 миллиарда световых лет. Это возраст Вселенной, и объект, находящийся на таком расстоянии, будет очень старым.

Соотношение световых и земных лет

В жизни мы часто измеряем расстояние: до работы, до ближайшего магазина, до другого города. Сравниваем разные количества друг с другом. Это помогает оценить разницу. Представления о световых годах и земных годах многим кажутся похожими, если не одинаковыми. Есть желание их сравнить. Здесь вы должны сначала выбрать, что понимать под земным годом. Его можно определить как расстояние, пройденное нашей планетой за 365 дней. При этих параметрах аналогичный световой период составит 63000 земных лет.

Если земля исчисляется в днях, это будет считаться единицей измерения времени. А свет означает расстояние. И сравнивать эти значения не имеет смысла. В этом случае ответа на вопрос нет.

Марсианское время

Станции, работающие в космосе, питаются от солнечной энергии, которая накапливается в батареях на солнце. Для проверки устройств необходимо точно знать, сколько радиации получила поверхность в любое время дня. Ученые знают, сколько длится марсианский день, поэтому они могут подсчитать, сколько энергии было получено. Но день на этой планете длится дольше, чем на Земле, поэтому необходимы специальные системы для измерения времени, чтобы оно работало.

Люди стремятся изучать Вселенную и адаптировать ее объекты к своей жизни. Чтобы связать программу активности марсоходов, специалистов, которые их обслуживают, необходимо знать долготу дня звезды. На планете нет часовых поясов, спускаемые аппараты ориентируются по местному времени, которое отличается от земного.

Чем он так важен

Расчетная скорость света позволила астрономам определить расстояние между планетами, звездами, галактиками. Стало очевидно, что излучаемый звездой свет не достигает Земли со скоростью света. Глядя на космические объекты в небе, мы видим прошлое. Взрыв далекой планеты, произошедший сотни лет назад, зафиксируют только ученые.

В пределах нашей Вселенной использование расчетов в этой единице измерения удобно. Реже используются часы, недели или месяцы. При определении расстояния до далеких пространственных объектов результирующее значение будет огромным. Становится трудным и непрактичным использовать эти значения для математических расчетов. Ученые учли это и для астрономических расчетов больших расстояний используют другую единицу измерения — парсек. Для сложных математических расчетов это более приемлемо. Один световой год равен одной трети парсека.

Определение термина

Определение термина «световой год» можно найти в любом учебнике астрономии. Световой год — это расстояние, которое проходит луч света за один земной год. Такое определение может удовлетворить любителя, но специалист по космологии сочтет его неполным. Вы заметите, что световой год — это не просто расстояние, которое свет проходит за год, но и расстояние, которое луч света проходит в вакууме за 365,25 земных дня, не подвергаясь влиянию магнитных полей.

Световой год равен 9,46 триллиона километров. Это расстояние, которое проходит луч света за год. Но как астрономы получили такое точное определение пути лучей? Об этом мы поговорим ниже.

Чему равен световой год?

Если принять во внимание, что второй свет равен 299 792 458 метрам, легко подсчитать, что свет проходит 17 987 547 480 метров в минуту. Обычно эти данные используются астрофизиками для измерения расстояний в планетных системах.

Для изучения небесных тел в масштабах Вселенной гораздо удобнее брать за основу световой год. Это составляет 9,460 триллиона километров или 0,306 парсека. Кстати, наблюдение космических тел — единственный случай, когда человек может увидеть прошлое своими глазами.

Чтобы свет далекой звезды достиг Земли, требуется много лет. По этой причине, наблюдая космические объекты, вы видите их не такими, какие они есть в данный момент, а такими, какими они были в момент излучения света.

Почему марсианский год в два раза длиннее земного

Причина, по которой годичный период на Марсе намного больше, чем известные нам 365 дней, заключается в орбитальных характеристиках планет. В ряду планет, вращающихся вокруг Солнца, Марс находится на четвертом месте, а Земля — ​​на третьем. Расстояние от центра системы до красной планеты составляет в среднем 228 миллионов километров, что примерно в полтора раза больше, чем у Земли. Оказывается, орбита Земли имеет меньший диаметр и как бы лежит в пределах орбиты своего ближайшего соседа. По этой причине на своем пути вокруг светила Марс должен преодолеть существенно большое расстояние. При этом скорость его движения ниже: всего 24 тысячи км / сек против 29 тысяч на Земле. Земля совершает свой оборот дважды, прежде чем Марс завершит свой полный оборот вокруг звезды.

Возникновение зола

Что такое марсианский золь? Международный стандарт для станций, путешествующих на Красную планету, требует использования марсианского времени.

Марсианские дни принято называть солями, условно разделенными на 24 часа.

Следует помнить, что ошибка учитывает тот факт, что марсианские секунды на 2,7% длиннее земных секунд.

Изучая Красную планету, ученым было нелегко рассчитать время. Марсианское Солнце стало уникальной единицей времени.

Самые популярные примеры расстояний в световых годах

Расстояние между Землей и Луной

1. Световой год равен 63 241 077 астрономическим единицам и 0,306 601 парсеку;
2. Расстояние от Земли до Луны 4 · 10-8 световых лет или 380 000 км. То есть луч света, посланный с Земли, достигает его всего за 1,3 секунды;
3. Центр галактики Млечный Путь находится в 26 000 световых лет от Солнца.;
4. Солнцу требуется около 5 часов, чтобы достичь Плутона, одного из самых далеких объектов Солнечной системы;
5. Вторая после Солнца звезда, Проксима Центавра, расположена на расстоянии 4,2 световых года от Земли, а ближайшая галактика Андромеда — на расстоянии 2,5 миллиона световых лет.

Зачем нужны световые годы?

• Ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Центавра, находится от нас на расстоянии 4,2 световых года. То есть свет должен пройти 4,2 года, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Проксимы.
• Большинство звезд, которые мы видим на небе ясной ночью, находятся от нас в десятках и сотнях световых лет!
• Звезда Денеб в летнем треугольнике находится на расстоянии 2500 световых лет от нас.
• Центр нашей галактики (называемый Млечным путем) находится на расстоянии 30 000 световых лет от нас.
• Диаметр Млечного Пути составляет 100 000 световых лет.
• Ближайшая большая спиральная галактика, туманность Андромеды, находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас.
• От Земли до центра большого скопления галактик в созвездии Девы — 65 миллионов световых лет.
• Ближайшие квазары находятся на расстоянии 3 миллиардов световых лет друг от друга.
• Наконец, на краю наблюдаемой Вселенной — почти 14 миллиардов световых лет.

Масштабы

• Предположим, современный космический аппарат покидает Солнечную систему с третьей космической скоростью (≈ 16,7 км / с). Он покроет свой первый световой год за 18 000 лет!
• пройдет 4,36 световых года до ближайшей звездной системы (Альфа Центавра) примерно за 78000 лет!
• Наша галактика Млечный Путь, диаметр которой составляет около 100 000 световых лет, пересечет ее от 1 до 780 миллионов лет.

  Млечный Путь и наша галактика.