12 işıq dəqiqə. İşıq ili nədir?

Bildiyiniz kimi, elm adamları Günəşdən planetlərə, həm də planetlər arasındakı məsafəni ölçmək üçün astronomik bir vahid tapdılar. Nədir işıq ili?

Əvvəlcə qeyd etmək lazımdır ki, işıq ili də astronomiyada qəbul edilmiş bir ölçü vahididir, ancaq zaman deyil (göründüyü kimi, "il" sözünün mənasına görə), məsafə.

İşıq ili nədir?

Alimlər ən yaxın ulduzlara qədər məsafəni hesablamağı bacardıqda, astronomik vahidin ulduz dünyasında istifadəsi üçün əlverişsiz olduğu aydın oldu. Bir başlanğıc üçün deyək ki, Günəşdən ən yaxın ulduza qədər olan məsafə təxminən 4,5 işıq ilidir. Bu, Günəşimizdən ən yaxın ulduza (bu arada, Proxima Centauri deyilir) işığın 4,5 il uçduğunu göstərir. Bu məsafə nə qədərdir? Riyaziyyatdan heç kimi darıxdırmayaq, yalnız işıq hissəciklərinin saniyədə 300.000 kilometr uçduğunu qeyd edirik. Yəni bir fənərlə aya bir siqnal göndərsəniz, bu işıq orada bir buçuk saniyədən az müddətdə görünəcəkdir. İşıq Günəşdən Yerə 8,5 dəqiqə ərzində gedir. Və sonra ildə neçə işıq şüası uçur?

Dərhal deyək: bir işıq ili təxminən 10 trilyon kilometrdir (trilyon birini on iki sıfır izləyir). Daha doğrusu, 9 460 730 472 581 kilometr. Astronomik vahidlərdə yenidən hesablanarsa, təqribən 67.000 olacaq və bu yalnız ən yaxın ulduzdur!

Ulduzlar və qalaktikalar dünyasında astronomik vahidin ölçmə üçün uyğun olmadığı aydındır. Hesablamalarda işıq illərində işləmək daha asandır.

Ulduz dünyada tətbiqetmə

Məsələn, Yerdən göyün ən parlaq ulduzu Siriusa qədər olan məsafə 8 işıq ilidir. Günəşdən Şimal Ulduzuna qədər olan məsafə təxminən 600 işıq ilidir. Yəni bizdən gələn işıq 600 ilə çatır. Bu, təxminən 40 milyon astronomik vahid olacaqdır. Müqayisə üçün Galaxy-nin - Süd Yolunun ölçüsünün (diametrinin) təqribən 100.000 işıq ili olduğuna işarə edək. Ən yaxın qonşumuz olan Andromeda Dumanlığı adlı spiral qalaktika Yerdən 2,52 milyon işıq ilidir. Bunu astronomik vahidlərdə göstərmək çox əlverişsizdir. Ancaq Kainatda 15 milyard işıq ili ilə ümumiyyətlə bizdən uzaq olan obyektlər var. Deməli, müşahidə olunan kainatın radiusu 13,77 milyard işıq ilidir. Və tam Kainat, bildiyiniz kimi, müşahidə olunan hissədən kənara çıxır.

Yeri gəlmişkən, müşahidə olunan Kainatın diametri, düşünə biləcəyi kimi radiusdan 2 dəfə çox deyil. Məsələ ondadır ki, zaman keçdikcə yer genişlənir. 13,77 milyard il əvvəl işıq saçan o uzaq cisimlər bizdən daha da uzaqlara uçdu. Bu gün 46,5 milyard işıq ilindən çoxdur. 93 milyard işıq ilinə bərabər olan ikiqat artım. Bu, müşahidə olunan kainatın həqiqi diametridir. Beləliklə, kosmosun müşahidə olunan (və Metagalaktika da deyilən) hissəsinin ölçüsü durmadan artır.

Bu cür məsafələri kilometrlərlə və ya astronomik vahidlərlə ölçməyin heç bir mənası yoxdur. Düzü, yüngül illər də buraya tam uyğun gəlmir. Ancaq insanlar hələ daha yaxşı bir şey fikirləşmədilər. Rəqəmlər o qədər böyük çıxır ki, yalnız bir kompüter onları idarə edə bilər.

İşıq ilin tərifi və mahiyyəti

Beləliklə, işıq ili (St. g.) bir günəş şüasının bir ildə, yəni 365 gündə qət etdiyi məsafə olan zaman deyil, uzunluq vahididir.... Bu ölçü vahidi aydınlığı üçün çox əlverişlidir. Suala cavab verməyə imkan verir, hansı müddətdən sonra müəyyən bir ulduza bir elektromaqnit mesajı göndərildiyi təqdirdə cavab gözləmək olar. Və bu müddət çox uzundursa (məsələn, min ildir), bu cür hərəkətlərdə heç bir məna yoxdur.

Bu və ya digər şəkildə gündəlik həyatımızda məsafələri ölçürük: ən yaxın supermarketə, başqa şəhərdəki qohumların evinə və s. Bununla birlikdə, sonsuz xarici boşluqlardan söz düşəndə, kilometr kimi tanış dəyərlərdən istifadə etməyin son dərəcə məntiqsiz olduğu ortaya çıxır. Buradakı nöqtə yalnız ortaya çıxan nəhəng dəyərlərin algısının mürəkkəbliyi deyil, içərisindəki rəqəmlərin sayındadır. Bu qədər sıfır yazmaq belə problem olacaq. Məsələn, Marsdan Dünyaya ən qısa məsafə 55,7 milyon kilometrdir. Altı sıfır! Ancaq qırmızı planet göydəki ən yaxın qonşularımızdan biridir. Ən yaxın ulduzlara qədər məsafəni hesablayarkən əldə ediləcək ağır rəqəmlərdən necə istifadə edə bilərik? İndi işıq ili kimi bir dəyərə ehtiyacımız var. O nə qədərdir? Gəlin indi başa düşək.

İşıq ili konsepsiyası, eyni zamanda Newtonian mexanikasının postulatlarının çökdüyü 20-ci əsrin əvvəllərində məkan və zamanın sıx bir əlaqəsi və qarşılıqlı asılılığının qurulduğu nisbi fizika ilə də yaxından əlaqəlidir. Bu məsafədən əvvəl sistemdəki daha böyük miqyaslı vahidlər

olduqca sadə bir şəkildə meydana gəldi: hər sonrakı biri daha kiçik bir sıra (santimetr, metr, kilometr və s.) Vahidlər toplusu idi. Yüngül bir il vəziyyətində məsafə zamana bağlı idi. Müasir elm işığın vakuumda yayılma sürətinin sabit olduğunu bilir. Üstəlik, müasir nisbi fizikada qəbul edilən təbiətdəki maksimum sürətdir. Yeni mənanın əsasını qoyan bu fikirlər idi. İşıq ili bir dünyəvi təqvim ilində bir işığın getdiyi məsafəyə bərabərdir. Kilometrlərlə təxminən 9.46 * 10 15 kilometrdir. Maraqlıdır ki, ən yaxın Aya foton məsafəni 1,3 saniyəyə qət edir. Günəşə təxminən səkkiz dəqiqə qalır. Ancaq növbəti ən yaxın ulduzlar Alpha onsuz da təxminən dörd işıq ili uzaqdadır.

Məsafə fantastikdir. Astrofizikada daha da böyük bir ölçü sahəsi var. Yüngül bir il, parselin üçdə birinə bərabərdir, daha da böyük bir ulduzlararası məsafə vahidi.

Fərqli şərtlərdə işıq sürəti

Yeri gəlmişkən, fotonların fərqli mühitlərdə fərqli sürətlərdə yayıla biləcəyi bir xüsusiyyət də var. Artıq vakumda nə qədər sürətli uçduqlarını bilirik. Bir işıq ilinin bir ildə işığın əhatə etdiyi məsafəyə bərabər olduğunu söylədikdə, tamamilə boş yer deməkdir. Ancaq maraqlıdır ki, digər şərtlər altında işığın sürəti daha aşağı ola bilər. Məsələn, havada fotonlar vakuma nisbətən bir az aşağı sürətlə səpələnir. Hansı - atmosferin xüsusi vəziyyətindən asılıdır. Beləliklə, qazla dolu bir mühitdə bir işıq ili bir az daha kiçik bir dəyər olardı. Ancaq qəbul ediləndən əhəmiyyətsiz dərəcədə fərqlənəcəkdi.

"İşıq ili" anlayışının mənasını başa düşmək üçün əvvəlcə məktəb fizikası kursunu, xüsusən də işıq sürəti ilə əlaqəli hissəni xatırlamalısınız. Beləliklə, cazibə qüvvəsi və maqnit sahələri, dayandırılmış hissəciklər, şəffaf mühitin qırılması və s. Kimi müxtəlif amillərin təsir etmədiyi vakumdakı işığın sürəti saniyədə 299.792.5 kilometrdir. Anlamalısan ki, bu vəziyyətdə işığın insan görmə qabiliyyəti ilə qəbul edildiyi kimi başa düşülür.

Daha az bilinən məsafə vahidləri yüngül ay, həftə, gün, saat, dəqiqə və saniyədir.

İşıq ili və digər məsafələr

Məsafələr böyük olduğundan onları şərti vahidlərlə ölçmək məntiqsiz və əlverişsiz olardı. Bu mülahizələrə əsasən xüsusi bir tətbiq olundu - bir işıq ili, yəni Julian deyilən ildə işığın keçdiyi məsafə (365,25 günə bərabər). Hər gün 86.400 saniyə keçdiyini nəzərə alsaq, bir işığın ildə 9.4 kilometrdən çox məsafəni əhatə etdiyi hesablana bilər. Bu dəyər olduqca böyük görünür, buna baxmayaraq, məsələn, Yerə ən yaxın ulduz olan Proxima Centauri ilə olan məsafə 4.2 ildir və Samanyolu qalaktikasının diametri 100.000 işıq ilini aşır, yəni indi görülə bilən görmə müşahidələr yüz minlərlə il əvvəl mövcud olan mənzərəni əks etdirir.

Bir şüa Yerdən Aya olan məsafəni təxminən bir saniyədə aşar, ancaq günəş işığı planetimizə səkkiz dəqiqədən çox çatır.

Peşəkar astrofizikada işıq ili konsepsiyası nadir hallarda istifadə olunur. Alimlər əsasən parsek və astronomik vahid kimi vahidlərlə işləyirlər. Parsek, Yerin orbitinin radiusunun bir qövs bucağında (dərəcənin 1/3600) göründüyü xəyali nöqtəyə qədər olan məsafəsidir. Orbitin orta radiusuna, yəni Yerdən Günəşə olan məsafəyə astronomik vahid deyilir. Bir parsek təxminən üç işıq ili və ya 30,8 trilyon kilometrdir. Astronomik vahid təxminən 149,6 milyon kilometrdir.

22 fevral 2017-ci il tarixində NASA, tək TRAPPIST-1 ulduzunun yaxınlığında 7 ekzoplanetin tapıldığını bildirdi. Onlardan üçü planetin maye su içə biləcəyi ulduzdan uzaqlıqdadır və su həyat üçün əsas şərtdir. Bu ulduz sisteminin Yerdən 40 işıq ili məsafədə yerləşdiyi də bildirilir.

Bu mesaj mediada çox səs-küy yaratdı, bəziləri hətta bəşəriyyətin yeni bir ulduzun yaxınlığında yeni qəsəbələr salmaq ərəfəsində olduğunu düşündü, amma bu belə deyil. Ancaq 40 işıq ili çoxdur, çoxdur, çox kilometrdir, yəni bu dəhşətli dərəcədə nəhəng bir məsafədir!

Fizika kursundan üçüncü kosmik sürət məlumdur - bu, Günəş sistemindən kənara çıxmaq üçün bir cismin Yer səthində olması lazım olan sürətdir. Bu sürətin dəyəri 16.65 km / s-dir. Orbital kosmik gəmi 7.9 km / san sürətlə başlayır və Yer ətrafında fırlanır. Prinsipcə, 16-20 km / s sürət, müasir dünya texnologiyaları üçün olduqca əlçatandır, amma artıq deyil!

İnsanlıq kosmik gəmilərin 20 km / saniyədən daha sürətli necə sürətləndiriləcəyini hələ öyrənməyib.

20 km / s sürətlə hərəkət edən bir kosmik gəminin 40 işıq ilini qət edib TRAPPIST-1 ulduzuna çatması üçün neçə il lazım olduğunu hesablayaq.
Bir işıq ili bir işığın vakuumda keçdiyi məsafədir və işıq sürəti təxminən 300 min km / saniyədir.

İnsan əli ilə hazırlanan bir uzay gemisi 20 km / saniyə sürətlə, yəni işıq sürətindən 15 min dəfə daha yavaş hərəkət edir. Belə bir gəmi 40 * 15000 \u003d 600000 ilə bərabər bir müddətdə 40 işıq ilini əhatə edəcəkdir!

Torpaq gəmisi (mövcud texnologiya səviyyəsi ilə) təxminən 600 min ildən sonra TRAPPIST-1 ulduzuna çatacaq! Homo sapiens Yer üzündə (elm adamlarına görə) cəmi 35-40 min il mövcuddur və burada 600 min ildir!

Yaxın gələcəkdə texnologiya insanların TRAPPIST-1 ulduzuna çatmasına imkan verməyəcəkdir. Dünyəvi gerçəklikdə mövcud olmayan perspektivli mühərriklərin də (ionik, fotonik, kosmik yelkənlər və s.) Gəmini 10.000 km / s sürətə qədər sürətləndirə biləcəyi təxmin edilir ki, bu da TRAPPİST-ə uçuş vaxtı deməkdir -1 sistem 120 ilə endiriləcək ... Bu artıq dayandırılmış animasiya ilə uçmaq və ya bir neçə mühacir nəsli üçün az-çox məqbul bir zamandır, lakin bu gün bütün bu mühərriklər fantastikdir.

Ən yaxın ulduzlar da insanlardan hələ çox uzaqdır, Qalaktikamızın və ya digər qalaktikalarımızın ulduzları demirəm.

Samanyolu qalaktikamızın diametri təxminən 100 min işıq ilidir, yəni müasir bir Yer gəmisi üçün ucdan uca yol 1,5 milyard il olacaq! Elm dünyamızın 4,5 milyard yaşında, çoxhüceyrəli həyatın isə təxminən 2 milyard yaşında olduğunu göstərir. Ən yaxın qalaktikaya - Andromeda Dumanlığına olan məsafə Yer kürəsindən 2,5 milyon işıq ilidir - bu nə qədər dəhşətli bir məsafədir!

Gördüyünüz kimi, bütün canlı insanlar arasında heç kim başqa bir ulduzun yanında bir planetin yer üzünə ayaq basmayacaq.

Qalaktik məsafələr

İşıq ili ( st. g., ly) bir il ərzində işığın qət etdiyi məsafəyə bərabər sistemli olmayan bir uzunluq vahididir.

Daha doğrusu, Beynəlxalq Astronomiya Birliyinin (IAS) tərifinə görə bir işıq ili, bir Julian ilində cazibə sahələrinin təsirini yaşamadan vakumda gedən məsafəyə bərabərdir (tərifinə görə 365.25 standartına bərabərdir) günlər 86.400 SI saniyə və ya 31.557 600 saniyə). Elmi populyar ədəbiyyatda istifadə üçün tövsiyə olunan bu tərifdir. Peşəkar ədəbiyyatda, parsek və çarpanlar (kilo və meqaparseklər) ümumiyyətlə işıq illəri əvəzinə uzun məsafələri ifadə etmək üçün istifadə olunur.

Əvvəllər (1984-cü ilə qədər) bir işıq ili, 1900.0 dövrünə aid bir tropik ildə işığın keçdiyi məsafə idi. Yeni tərif köhnədən təxminən 0,002% ilə fərqlənir. Bu məsafə vahidi yüksək dəqiqlik ölçmələri üçün istifadə olunmadığından köhnə və yeni təriflər arasında praktik fərq yoxdur.

Ədədi dəyərlər

İşıq ili:

• 9 460 730 472 580 800 metr (təxminən 9,46 petametr)
• 63,241.077 Astronomik Vahidlər (AU)
• 0.306 601 parsek

Əlaqəli vahidlər

Aşağıdakı vahidlər olduqca nadir hallarda istifadə olunur, ümumiyyətlə yalnız populyar nəşrlərdə:

• 1 işıq saniyəsi \u003d 299,792.458 km (dəqiq)
• 1 işıq dəqiqəsi ≈ 18 milyon km
• 1 işıq saatı ≈ 1079 milyon km
• 1 işıq günü ≈ 26 milyard km
• 1 işıqlı həftə ≈ 181 milyard km
• 1 işıqlı ay ≈ 790 milyard km

İşıq illərində məsafə

Yüngül bir il, astronomiyada məsafə tərəzisini təmsil etmək üçün yaxşıdır.