Distribuie articolele noastre!

An lumină

În timpul explorării planetei lor, oamenii aveau nevoie de diferite măsuri de măsurare a distanțelor și a segmentelor. Inițial, măsurile de lungime au fost inexacte, deoarece popoare diferite aveau propriile lor moduri de măsurare. Abia în 1791, oamenii de știință din Franța au introdus o măsură care este folosită și astăzi - metrul (din greacă - „măsură”).
Dar la începutul secolului al XX-lea, oamenii au început să-și îndrepte atenția către studiul spațiului. Și faptul că universul are distanțe incredibile există deja sistem metric s-a dovedit a fi nepotrivit pentru măsurarea unor distanţe atât de mari. Este posibil să măsurați în kilometri distanța de la planeta noastră la Lună sau la Marte, dar dacă măsurați distanțele către alte planete și chiar stele, atunci va exista un număr incredibil de zerouri în figură.
Și atunci oamenii de știință au decis să introducă termenul „ani lumină”.

Câți ani lumină?

În doar o secundă, fotonii de lumină acoperă o lungime de 300.000 km. Un an lumină este numărul de kilometri pe care lumina parcurge în 12 luni. În kilometri va fi - 9.460.730.472.580,8 kilometri ≈ 9,46 1015.
Desigur, folosirea termenului „ani lumină” este mai convenabilă decât utilizarea kilometrilor uriași. Dar, desigur, există valori aproximative:
1 secundă lumină ≈ 300 mii de kilometri.
1 minut lumină ≈ 18 milioane de kilometri.
1 oră lumină ≈ 1.080.000.000 de kilometri.
1 zi lumină ≈ 26.000.000.000 de kilometri.
1 săptămână lumină ≈ 181.000.000.000 de kilometri.
1 lună lumină ≈ 790.000.000.000 de kilometri.

Câți?

Presupunem că nava spațială zboară din a treia viteza spatiala(aproximativ 16,8 kilometri pe secundă), apoi în 18 mii de ani nava va zbura un an lumină. Și galaxia noastră, Calea Lactee, care are aproximativ o sută de mii de ani lumină în diametru, nava va zbura peste aproape 2 miliarde de ani!
Cea mai apropiată stea de Soare este Proxima Centauri. Este situat la o distanță de aproximativ patru ani lumină. Dacă este convertită în kilometri, cifra este foarte mare.
Dar dacă comparăm distanța de la Proxima Centauri până la cea mai apropiată galaxie, Nebuloasa Andromeda, atunci steaua este foarte aproape, deoarece Andromeda se află la două milioane și jumătate de ani lumină de Calea Lactee. Nava spatiala poate zbura acolo în 35 de miliarde de ani.

Pentru ce altceva sunt utili anii lumină?

Folosirea anilor lumină vă ajută să înțelegeți unde puteți încerca să găsiți în univers civilizatii inteligente. Deci, oamenii de știință determină unde are sens să trimită semnale radio și unde nu.
Cum funcționează: viteza luminii este egală cu viteza unui semnal radio și se dovedește că trimiterea de mesaje acolo unde vor ajunge în mii, sau chiar miliarde de ani, este complet inutilă. Are sens să cauți „vecini” prin semnalul trimis, care va continua cel puțin o viață umană.

Oricum, în dvs Viata de zi cu zi măsurăm distanțele: până la cel mai apropiat supermarket, până la casa rudelor din alt oraș, până la și așa mai departe. Cu toate acestea, când vine vorba de întinderea vastă a spațiului, se dovedește că utilizarea valorilor familiare, cum ar fi kilometrii, este extrem de irațională. Iar ideea aici nu este doar dificultatea de a percepe valorile gigantice rezultate, ci și numărul de cifre din ele. Chiar și scrierea atât de multe zerouri va deveni o problemă. De exemplu, cea mai scurtă distanță de la Marte la Pământ este de 55,7 milioane de kilometri. Șase zerouri! Dar planeta roșie este unul dintre cei mai apropiați vecini ai noștri de pe cer. Cum să folosiți atunci numerele greoaie care vor fi obținute la calcularea distanței chiar și la cele mai apropiate stele? Și chiar acum avem nevoie de o astfel de valoare ca un an lumină. Cât este el? Acum să ne dăm seama.

Conceptul de an lumină este, de asemenea, strâns legat de fizica relativistă, în care legătură strânsă iar dependența reciprocă a spațiului și timpului s-a stabilit la începutul secolului al XX-lea, când postulatele mecanicii newtoniene s-au prăbușit. Înainte de această valoare a distanței, unitățile mai mari din sistem

s-au format destul de simplu: fiecare ulterior a fost un set de unități de ordin mai mic (centimetri, metri, kilometri și așa mai departe). În cazul an lumină distanța era legată de timp. stiinta modernaȘtim că viteza luminii în vid este constantă. Mai mult, este viteza maximă în natură permisă în fizica relativistă modernă. Aceste idei au stat la baza noului sens. Un an lumină este distanța pe care o parcurge o rază de lumină pe un Pământ an calendaristic. În kilometri, aceasta este aproximativ 9,46 * 10 15 kilometri. Interesant este că până la cea mai apropiată lună, un foton parcurge distanța în 1,3 secunde. Spre Soare - aproximativ opt minute. Dar la următoarele stele cele mai apropiate, Alpha, și deja aproximativ patru ani lumină.

Doar o distanță fantastică. Există o măsură și mai mare de spațiu în astrofizică. Un an lumină reprezintă aproximativ o treime dintr-un parsec, o unitate de măsură și mai mare pentru distanțe interstelare.

Viteza de propagare a luminii în diferite condiții

Apropo, există și o astfel de caracteristică încât fotonii se pot propaga la viteze diferite în diferite medii. Știm deja cât de repede zboară în vid. Și când se spune că un an lumină este egal cu distanța, biruit de lumina pe an, înseamnă exact spațiul cosmic gol. Cu toate acestea, este interesant de observat că în alte condiții viteza luminii poate fi mai mică. De exemplu, în mediul aerian fotonii se împrăștie cu o viteză puțin mai mică decât în ​​vid. Care - depinde stare specifică atmosfera. Astfel, într-un mediu plin cu gaz, un an lumină ar fi ceva mai mic. Cu toate acestea, nu ar diferi semnificativ de cel acceptat.

Pentru a înțelege semnificația conceptului de „an lumină”, mai întâi trebuie să vă amintiți curs şcolar fizică, în special secțiunea care se ocupă de viteza luminii. Deci viteza luminii în vid, unde nu este afectată diverși factori, cum ar fi gravitația și campuri magnetice, particule în suspensie, refracția unui mediu transparent etc., este de 299.792,5 kilometri pe secundă. Trebuie înțeles că în acest caz lumina înseamnă perceput viziunea umană.

Mai puțin unități cunoscute Măsurătorile distanței sunt lună lumină, săptămână, zi, oră, minut și secundă.

Lumina suficient de lungă a fost considerată o cantitate infinită, iar prima persoană care a calculat viteza aproximativă a razelor de lumină în vid a fost astronomul Olaf Roemer în mijlocul al XVII-lea secol. Desigur, datele lui erau foarte aproximative, dar însuși faptul de a determina valoarea finală viteză. În 1970, viteza luminii a fost determinată la un metru pe secundă. Până acum nu s-au obținut rezultate mai precise, deoarece au existat probleme cu eroarea standardului contorului.

An lumină și alte distanțe

Deoarece distanțele sunt uriașe, măsurarea lor în unități obișnuite ar fi irațională și incomodă. Pe baza acestor considerații, a fost introdus un an lumină special, adică distanța pe care o parcurge lumina în așa-numita anul iulian(egal cu 365,25 zile). Avand in vedere ca fiecare zi contine 86.400 de secunde, se poate calcula ca intr-un an o raza de lumina parcurge o distanta de cateva peste 9,4 kilometri. Această valoare pare uriașă, totuși, de exemplu, distanța până la cea mai apropiată stea de Pământ, Proxima Centauri, este de 4,2 ani, iar diametrul galaxiei Calea Lactee depășește 100.000 de ani lumină, adică acele observații vizuale care pot fi făcute. afișați acum o imagine care a existat cu aproximativ sute de mii de ani în urmă.

Un fascicul de lumină acoperă distanța de la Pământ la Lună în aproximativ o secundă, dar lumina soarelui ajunge pe planeta noastră pentru mai mult de opt minute.

În astrofizica profesională, conceptul de an lumină este rar folosit. Oamenii de știință operează în principal cu unități precum parsec și unitatea astronomică. Un parsec este distanța până la un punct imaginar de la care raza orbitei Pământului este văzută la un unghi de o secundă de arc (1/3600 de grad). Raza medie orbita, adică distanța de la Pământ la Soare, se numește unitate astronomică. Un parsec are aproximativ 3 ani lumină sau 30,8 trilioane de kilometri. O unitate astronomică este aproximativ egală cu 149,6 milioane de kilometri.

După cum știți, pentru a măsura distanța de la Soare la planete, precum și între planete, oamenii de știință au venit cu o unitate astronomică. Ce este an lumină?

În primul rând, trebuie menționat că un an lumină este și o unitate de măsură adoptată în astronomie, dar nu a timpului (cum poate părea, judecând după sensul cuvântului „an”), ci a distanței.

Ce este un an lumină

Când oamenii de știință au reușit să calculeze distanțele până la cele mai apropiate stele, a devenit evident că în lumea stelară unitatea astronomică era incomod pentru utilizare. Să spunem pentru început că distanța de la Soare la cea mai apropiată stea este de aproximativ 4,5 ani lumină. Aceasta înseamnă că lumina de la Soarele nostru până la cea mai apropiată stea (se numește, de altfel, Proxima Centauri) zboară 4,5 ani! Cât de mare este această distanță? Nu vom plictisi pe nimeni cu matematica, vom observa doar că într-o secundă particule de lumină zboară 300.000 de kilometri. Adică dacă trimiteți un semnal cu o lanternă către Lună, această lumină va fi văzută acolo în mai puțin de o secundă și jumătate. Lumina se deplasează de la Soare la Pământ în 8,5 minute. Și atunci cât de mult zboară razele de lumină într-un an?

Să spunem că: un an lumină înseamnă aproximativ 10 trilioane de kilometri(un trilion este un unu urmat de douăsprezece zerouri). Mai exact, 9.460.730.472.581 de kilometri. Dacă se numără în unități astronomice ah, ar fi aproximativ 67 000. Și asta e doar pentru cea mai apropiată stea!

Este clar că în lumea stelelor și galaxiilor unitatea astronomică nu este potrivită pentru măsurători. Este mai ușor să operați în calcule cu ani lumină.

Aplicabilitate în lumea stelară

De exemplu, distanța de la Pământ la cea mai strălucitoare stea de pe cer, Sirius, este de 8 ani lumină. Și distanța de la Soare până la stea polară este de aproximativ 600 de ani lumină. Adică lumina de la noi ajunge acolo timp de 600 de ani. Va fi de aproximativ 40 de milioane de unități astronomice. Pentru comparație, indicăm că dimensiunea (diametrul) galaxiei noastre este calea lactee- aproximativ 100.000 de ani lumină. Vecinul nostru cel mai apropiat galaxie spirală, numită Nebuloasa Andromeda, se află la 2,52 milioane de ani lumină distanță de Pământ. Este foarte incomod să precizăm acest lucru în unități astronomice. Dar există obiecte în Univers care sunt la 15 miliarde de ani lumină distanță de noi. Astfel, raza universului observabil este de 13,77 miliarde de ani lumină. DAR univers complet, după cum se știe, se extinde dincolo de partea observată.

Apropo, diametrul universului observabil nu este deloc de 2 ori mai multa raza după cum ați putea crede. Ideea este că spațiul se extinde în timp. Acele obiecte îndepărtate care au emis lumină acum 13,77 miliarde de ani au zburat și mai departe de noi. Astăzi se află la mai mult de 46,5 miliarde de ani lumină distanță. Dublând acest lucru, obținem 93 de miliarde de ani lumină. Acesta este adevăratul diametru al universului observabil. Deci dimensiunea părții din spațiu care este observată (și care se numește și Metagalaxia) crește tot timpul.

Nu are sens să măsori astfel de distanțe în kilometri sau unități astronomice. Sincer să fiu, nici anii lumină nu prea se potrivesc aici. Dar nimic oameni mai buniîncă ne-am dat seama. Cifrele sunt atât de mari încât doar un computer le poate gestiona.

Definiția și esența anului lumină

În acest fel, un an lumină (st. g.) este o unitate de lungime, nu de timp, care este distanța parcursă rază de soare timp de un an, adică timp de 365 de zile. Această unitate de măsură este foarte convenabilă pentru claritatea sa. Vă permite să răspundeți la întrebare, după ce perioadă de timp vă puteți aștepta la un răspuns dacă trimiteți un mesaj electromagnetic unei anumite stele. Și dacă această perioadă este prea lungă (de exemplu, este de o mie de ani), atunci nu are rost în astfel de acțiuni.

Această definiție este recomandată pentru utilizare în literatura de știință populară. În literatura de specialitate, parsecurile și multiplii de unități (kilo- și megaparsecs) sunt de obicei folosite pentru a exprima distanțe mari în loc de un an lumină.

Anterior (până în 1984), un an lumină era distanța parcursă de lumină într-un an tropical, referitor la epoca 1900.0. Noua definiție diferă de cea veche cu aproximativ 0,002%. Deoarece această unitate de distanță nu este utilizată pentru măsurători foarte precise, nu există nicio diferență practică între definițiile vechi și cele noi.

Valori numerice

Un an lumină este:

• 9 460 730 472 580 800 de metri (aproximativ 9,5 petametri)

Unități aferente

Următoarele unități sunt folosite destul de rar, de obicei numai în publicațiile populare:

• 1 secundă lumină = 299.792,458 km (exact)
• 1 minut lumină ≈ 18 milioane km
• 1 oră lumină ≈ 1079 milioane km
• 1 zi lumină ≈ 26 miliarde km
• 1 săptămână lumină ≈ 181 miliarde km
• 1 lună lumină ≈ 790 miliarde km

Distanța în ani lumină

Anul lumină este convenabil pentru reprezentarea calitativă a scărilor de distanță în astronomie.

Scară	Valoare (st. ani)	Descriere
secunde	4 10 −8	Distanța medie până la Lună este de aproximativ 380.000 km. Aceasta înseamnă că durează aproximativ 1,3 secunde pentru ca un fascicul de lumină emis de la suprafața Pământului să ajungă la suprafața Lunii.
minute	1,6 10 −5	O unitate astronomică este egală cu aproximativ 150 de milioane de kilometri. Astfel, lumina călătorește de la Soare la Pământ în aproximativ 500 de secunde (8 minute și 20 de secunde).
Ceas	0,0006	Distanța medie de la Soare la Pluto este de aproximativ 5 ore lumină.
	0,0016	Vehicule din seria Pioneer și Voyager care zboară dincolo sistem solar, la aproximativ 30 de ani de la lansare, s-au mutat la o distanță de aproximativ o sută de unități astronomice față de Soare, iar timpul lor de răspuns la solicitările de la Pământ este de aproximativ 14 ore.
An	1,6	Marginea interioară a norului ipotetic Oort este situată la 50.000 UA. e. de la Soare, iar cel exterior - 100.000 a. e. Pentru a acoperi distanța de la Soare până la marginea exterioară a norului, lumina va dura aproximativ un an și jumătate.
	2,0	Raza maximă a zonei influența gravitațională Soarele ("Sferele dealului") - aproximativ 125.000 a. e.
	4,22	Cea mai apropiată stea de noi (fără a socoti Soarele), Proxima Centauri, se află la o distanță de 4,22 sv. al anului .
Mileniu	26 000	Centrul galaxiei noastre se află la aproximativ 26.000 de ani lumină de Soare.
	100 000	Diametrul discului galaxiei noastre este de 100.000 de ani lumină.
Milioane de ani	2,5 10 6	Cea mai apropiată galaxie spirală M31, celebra galaxie Andromeda, se află la 2,5 milioane de ani lumină distanță.
	3.14 10 6	Galaxia Triangulum (M33) este situată la 3,14 milioane de ani lumină distanță și este cel mai îndepărtat obiect staționar vizibil cu ochiul liber.
	5,9 10 7	Cel mai apropiat grup de galaxii, clusterul Fecioarei, se află la 59 de milioane de ani lumină distanță.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Anomalia gravitațională „Marele atractor” se află la o distanță de 150-250 de milioane de ani lumină de noi.
Miliarde de ani	1.2 10 9	Marele Zid din Sloan este una dintre cele mai mari formațiuni din Univers, dimensiunile sale sunt de aproximativ 350 Mpc. Pentru ca lumina să o depășească de la un capăt la altul, va dura aproximativ un miliard de ani.
	1,4 10 10	Dimensiunea unei regiuni a universului conectate cauzal. Calculat de la vârsta universului și viteza maxima transmiterea informațiilor – viteza luminii.
4,57 10 10	Distanța mobilă de la Pământ la marginea universului observabil în orice direcție; raza comovă a Universului observabil (în cadrul modelului cosmologic standard Lambda-CDM).

Scale de distanțe galactice

• O unitate astronomică cu o precizie bună este egală cu 500 de secunde lumină, adică lumina călătorește de la Soare la Pământ în aproximativ 500 de secunde.

Vezi si

Legături

1. Organizația Internațională pentru Standardizare. 9.2 Unităţi de măsură

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce înseamnă „an lumină” în alte dicționare:

Unitate de lungime în afara sistemului utilizată în astronomie; 1 S. g. este egal cu distanța parcursă de lumină într-un an. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fizic Dicţionar enciclopedic. M.: Enciclopedia Sovietică. Editor sef A. M. Prokhorov. ...... Enciclopedia fizică

AN LUMINĂ, unitate de măsură distanta astronomica, egal cu distanta, prin care trece lumina spatiu deschis sau în VID pentru un an tropical. Un an lumină este egal cu 9,46071012 km... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

LIGHTYEAR, o unitate de lungime folosită în astronomie: calea parcursă de lumină într-un an, i.e. 9.466?1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe ...... Enciclopedia modernă

Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46 × 1012 km... Dicţionar enciclopedic mare

An lumină- LIGHTYEAR, o unitate de lungime folosită în astronomie: calea parcursă de lumină în 1 an, i.e. 9.466´1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

O unitate de lungime non-sistemică folosită în astronomie. 1 an lumină este distanța pe care lumina o parcurge într-un an. 1 an lumină este egal cu 9,4605E+12 km = 0,307 buc... Dicţionar astronomic

Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, o unitate a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46x1012 km... Dicţionar enciclopedic

An lumină- unitatea de măsură a distanței, cale egală călătorit cu lumină într-un an. Un an lumină este 0,3 parsec... Concepte științe naturale moderne. Glosar de termeni de bază