12 işıq dəqiqə. İşıq ili nədir

Bildiyiniz kimi, elm adamları Günəşdən planetlərə qədər, eləcə də planetlər arasındakı məsafələri ölçmək üçün bir astronomik vahid ixtira etdilər. Nədir işıq ili?

Əvvəla, qeyd etmək lazımdır ki, işıq ili həm də astronomiyada qəbul edilmiş ölçü vahididir, lakin zaman deyil (göründüyü kimi, "il" sözünün mənasına görə), lakin məsafədir.

İşıq ili nədir

Alimlər ən yaxın ulduzlara qədər olan məsafələri hesablayarkən, astronomik vahidin ulduz dünyasında istifadə üçün əlverişsiz olduğu məlum oldu. Bir başlanğıc üçün deyək ki, Günəşdən ən yaxın ulduza qədər olan məsafə təxminən 4,5 işıq ilidir. Bu o deməkdir ki, Günəşimizdən ən yaxın ulduza (deyilənə görə, Proxima Centauri deyilir) 4,5 il uçur! Bu məsafə nə qədərdir? Riyaziyyat ilə heç kimə əziyyət verməyək, yalnız bir saniyə içində yüngül hissəciklərin 300.000 km məsafəyə uçduğunu qeyd edirik. Yəni bir fənər ilə aya bir siqnal göndərsəniz, bu işıq bir yarım saniyədən az bir müddətdə orada görünəcəkdir. İşıq Günəşdən Yerə 8.5 dəqiqə ərzində səyahət edir. Və sonra bir ildə neçə işıq şüası uçur?

Dərhal deyək: bir işıq ili təxminən 10 trilyon kilometrdir (trilyon on iki sıfır izləyən biridir). Daha doğrusu, 9,460,730,472,581 kilometr. Astronomik vahidlərdə yenidən hesablanırsa, bu, təxminən 67.000 olacaqdır və bu yalnız ən yaxın ulduza aiddir!

Ulduzlar və qalaktikalar aləmində astronomik vahid ölçmə üçün uyğun olmadığı aydındır. Hesablamalarda yüngül illərdə işləmək daha asandır.

Ulduz dünyasında tətbiqetmə

Məsələn, Yerdən səmadakı ən parlaq ulduz Siriusa olan məsafə 8 işıq ilidir. Günəşdən Şimal Ulduza qədər olan məsafə təxminən 600 işıq ilidir. Yəni 600 ildən sonra oradan bizə işıq gəlir. Bu təxminən 40 milyon astronomik vahid olacaq. Müqayisə üçün bildirək ki, Qalaktikamızın - Süd Yolunun ölçüsü (diametri) 100.000 işıq ilinə yaxındır. Ən yaxın qonşumuz, Andromeda Dumanı adlanan bir spiral qalaktika Yerdən 2,52 milyon işıq ili məsafədədir. Bunu astronomik vahidlərdə göstərmək çox əlverişsizdir. Ancaq Kainatda ümumilikdə bizdən 15 milyard işıq ili ilə uzaq olan obyektlər var. Belə ki, müşahidə olunan kainatın radiusu 13,77 milyard işıq ilidir. Bütöv Kainat, bildiyiniz kimi, müşahidə olunan hissədən kənardadır.

Yeri gəlmişkən, müşahidə olunan Kainatın diametri, düşündüyü kimi, radiusdan 2 dəfə artıq deyil. İş ondadır ki, zamanla məkan genişlənir. 13.77 milyard il əvvəl işıq yayan o uzaq cisimlər bizdən daha da uzaqlaşdı. Bu gün onlar 46,5 milyard işıq ili uzaqdadır. İki dəfə 93 milyard işıq ilinə bərabərdir. Bu müşahidə olunan kainatın əsl diametri. Beləliklə, müşahidə olunan kosmosun (və bu da Metagalaxy adlanır) hissəsinin ölçüsü daim artır.

Belə məsafələri kilometrlərlə və ya astronomik vahidlərlə ölçməyin mənası yoxdur. Düzünü desəm, işıq illəri burada da uyğun gəlmir. Ancaq insanlar hələ daha yaxşı bir şey ortaya qoymadılar. Nömrələr o qədər böyükdür ki, onları yalnız bir kompüter idarə edə bilər.

İşıq ilinin tərifi və mahiyyəti

Beləliklə, bir işıq ili (Müq. g.) - bir il ərzində günəş şüasının keçirdiyi məsafə, yəni 365 gün ərzində olan vaxt deyil, uzunluq vahididir.... Bu ölçü vahidi aydınlığı üçün çox əlverişlidir. Bu suala cavab verməyə imkan verir, müəyyən bir ulduza bir elektromaqnit mesajı göndərsəniz, hansı müddətdən sonra cavab gözləmək olar. Və bu dövr çox uzun olsa (məsələn, min ildir), onda bu cür hərəkətlərin mənası yoxdur.

Gündəlik həyatımızda bu və ya digər şəkildə məsafələri ölçürük: ən yaxın supermarketə, başqa bir şəhərdəki qohumların evinə və s. Ancaq sonsuz xarici boşluqlara gəldikdə, kilometrlər kimi tanış dəyərlərin istifadəsinin olduqca irrasional olduğu ortaya çıxır. Buradakı məqam təkcə ortaya çıxan nəhəng dəyərlərin qavranılmasının mürəkkəbliyi deyil, onlarda olan ədədlərin sayıdır. Bu qədər sıfır yazmaq da problemə çevriləcəkdir. Məsələn, Marsdan Yerə ən qısa məsafə 55,7 milyon kilometrdir. Altı sıfır! Ancaq qırmızı planet səmada ən yaxın qonşularımızdan biridir. Ən yaxın ulduzlara qədər məsafəni hesablayarkən əldə ediləcək çətin nömrələrdən necə istifadə edə bilərik? Və indi işıq ili kimi bir dəyərə ehtiyacımız var. O nə qədərdir? İndi anlayaq.

İşıq ili anlayışı relyativist fizika ilə də sıx əlaqəlidir və məkan və zamanın yaxın bir əlaqəsi və XX əsrin əvvəllərində, Newton mexanikasının postulatları yıxıldığı zaman qurulmuşdur. Bu məsafə dəyərindən əvvəl sistemdəki daha böyük ölçü vahidləri

olduqca sadə bir şəkildə meydana gəldi: sonrakı hər biri daha kiçik bir ölçü vahidlərinin toplusu idi (santimetr, metr, kilometr və s.). İşıq ili vəziyyətində məsafə zamana bağlandı. Müasir elm vakuumda işığın yayılma sürətinin sabit olduğunu bilir. Üstəlik, müasir relyativist fizikada qəbul edilən təbiətdəki maksimal sürətdir. Məhz bu fikirlər yeni mənanın əsasını qoydu. Bir işıq ili, bir şüa şüasının bir dünya təqvim ilində keçdiyi məsafəyə bərabərdir. Kilometrdə bu təxminən 9.46 * 10 15 kilometrdir. Maraqlıdır ki, ən yaxın Aya qədər foton məsafəni 1,3 saniyəyə əhatə edir. Günəş təxminən səkkiz dəqiqədir. Ancaq növbəti yaxın ulduzlar Alpha artıq dörd işıq ili məsafədədir.

Məsafə fantastikdir. Astrofizikada daha da böyük bir ölçü var. İşıq ili parsecin üçdə birinə, ulduzlararası məsafənin daha da böyük bir hissəsinə bərabərdir.

Fərqli şərtlərdə işıq sürəti

Yeri gəlmişkən, fotonun fərqli mühitlərdə fərqli sürətlə yayıla biləcəyi bir xüsusiyyət də var. Bir vakuumda necə sürətlə uçduğunuzu artıq bilirik. Bir işıq ilinin bir ildə işığın əhatə etdiyi məsafəyə bərabər olduğunu söylədikdə tam boşluq deməkdir. Ancaq maraqlıdır ki, digər şərtlərdə işığın sürəti daha az ola bilər. Məsələn, havada fotonlar vakuumdan daha az sürətlə səpilir. Hansı biri - atmosferin xüsusi vəziyyətindən asılıdır. Beləliklə, qazla dolu bir mühitdə bir işıq ili biraz daha kiçik bir dəyərə bərabər olardı. Ancaq qəbul ediləndən əhəmiyyətsiz dərəcədə fərqlənəcəkdir.

"İşıq ili" anlayışının mənasını başa düşmək üçün əvvəlcə məktəb fizika kursunu, xüsusən işığın sürəti ilə əlaqəli bölməni xatırlamalısan. Belə ki, qravitasiya və maqnit sahələri, asılmış hissəciklər, şəffaf bir mühitin sınığı və sair kimi müxtəlif amillərin təsiri olmayan bir vakuumda işığın sürəti saniyədə 299 792,5 kilometrdir. Anlamaq lazımdır ki, bu vəziyyətdə işığın insan görmə qabiliyyəti ilə qavranıldığı kimi başa düşülür.

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

İşıq ili və digər məsafələr

Məsafələr böyük olduğundan onları adi vahidlərdə ölçmək ağılsız və əlverişsiz olardı. Bu mülahizələrə əsasən, xüsusi bir tətbiq olundu - bir işıq ili, yəni Culian adlanan ildə işığın məsafəsi (365.25 günə bərabər). Hər gün 86.400 saniyənin olduğunu nəzərə alsaq, bir işıq şüasının ildə 9.4 kilometrdən çox məsafəni əhatə etdiyini hesablamaq olar. Bu dəyər çox böyük görünür, lakin, məsələn, Yerə ən yaxın olan ulduza, Proxima Centauri'yə olan məsafə 4.2 il, Süd Yolu qalaktikasının diametri 100.000 işıq ilindən çoxdur, yəni indi edilə biləcək bu vizual müşahidələr ətrafda olan mənzərəni əks etdirir yüz minlərlə il əvvəl.

Bir işıq şüası Yerdən Aya qədər məsafəni bir saniyədə əhatə edir, lakin günəş işığı səkkiz dəqiqədən çox planetimizə çatır.

Peşəkar astrofizikada işıq ili anlayışı nadir hallarda istifadə olunur. Alimlər əsasən parsec və astronomik vahid kimi vahidlərlə işləyirlər. Parsec, Yer orbitinin radiusunun bir qövs saniyə (1/3600 dərəcə) bucaq altında göründüyü xəyali nöqtəyə olan məsafədir. Orbitin orta radiusu, yəni Yerdən Günəşə qədər olan məsafəyə astronomik vahid deyilir. Bir parsec təxminən üç işıq ili və ya 30,8 trilyon kilometrdir. Astronomiya vahidi təxminən 149,6 milyon kilometrdir.

22 Fevral 2017 tarixində NASA, tək TRAPPIST-1 ulduzunun yaxınlığında 7 ekzoplanet tapıldığını bildirdi. Bunlardan üçü planetin maye suya sahib ola biləcəyi ulduzdan bir-birindən çox məsafədədir və su həyat üçün əsas şərtdir. Bu ulduz sisteminin Yerdən 40 işıq ili məsafədə yerləşdiyi də bildirilir.

Bu mesaj mediada çox səs-küyə səbəb oldu, bəziləri hətta bəşəriyyətin yeni ulduzun yaxınlığında yeni qəsəbələr tikmək astanasındadır deyə düşündülər, amma bu belə deyil. Ancaq 40 işıq ili çox şeydir, çoxdur, çox kilometrdir, yəni bu çox böyük 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 / s sürətlə başlayır və Yer kürəsində fırlanır. Prinsipcə, 16-20 km / saniyə sürət müasir yer texnologiyaları üçün olduqca əlçatandır, amma artıq yoxdur!

Bəşəriyyət kosmik gəmilərin 20 km / saniyədən daha sürətli sürətləndirməsini hələ öyrənməyib.

Gəmi işığının 20 km / s sürətlə sürətlə 40 işıq ilini keçib TRAPPIST-1 ulduzuna çatması üçün neçə il çəkəcəyini hesablayaq.
Bir işıq ili bir işığın bir vakuumda gəzdiyi məsafədir və işıq sürəti təxminən 300 min km / san.

İnsan əlləri ilə hazırlanan bir kosmik gəmi 20 km / san sürətlə hərəkət edir, yəni işıq sürətindən 15000 dəfə yavaş. Belə bir gəmi 40 * 15000 \u003d 600000 ilə bərabər bir müddətdə 40 işıq ilini əhatə edəcəkdir!

Torpaq gəmisi (indiki texnologiya səviyyəsi ilə) təxminən 600 min ildə TRAPPIST-1 ulduzuna çatacaq! Homo sapiens Yerdə (elm adamlarının fikrincə) cəmi 35-40 min ildir mövcuddur və burada 600 min il qədərdir!

Yaxın gələcəkdə texnologiya insanların TRAPPIST-1 ulduzuna çatmasına imkan verməyəcəkdir. Torpaq gerçəkliyində olmayan hətta perspektivli mühərriklərin (ion, fotonik, kosmik yelkənlər və s.) Gəminin 10.000 km / s sürətə qədər sürətlənməsi təxmin edilə bilər ki, bu da TRAPPIST-1 sisteminə uçuş müddətinin 120 ilə qədər azalacağını göstərir. ... Asılı animasiya ilə uçmaq üçün və ya bir neçə nəsil məskunlaşanlar üçün daha çox və ya daha məqbul bir zamandır, amma bu gün bütün bu motorlar fantastikdir.

Hətta ən yaxın ulduzlar hələ də insanlardan çox uzaqdırlar, Qalaktikamızın və ya digər qalaktikalarımızın ulduzlarını qeyd etməmək.

Süd Yolu qalaktikamızın diametri təqribən 100 min işıq ilidir, yəni müasir Yer gəmisi üçün sondan sona gedən yol 1,5 milyard il olacaq! Elm Yer kürəsinin 4,5 milyard il, çoxhüceyrəli həyatın isə təxminən 2 milyard il olduğunu göstərir. Ən yaxın qalaktikaya olan məsafə - Andromeda Dumanı Yerdən 2,5 milyon işıq ilidir - nə qədər dəhşətli bir məsafədir!

Gördüyünüz kimi, bütün canlı insanlardan heç kim başqa bir ulduzun yaxınlığında bir planetin yerində ayaq basmaz.

Qalaktik məsafənin tərəzi

İşıq ili ( müqəddəs g., ly) bir ildə işıqla gəzən məsafəyə bərabər olan sistemdən kənar uzunluq vahididir.

Daha doğrusu, Beynəlxalq Astronomiya Birliyinin (IAS) tərifinə əsasən, bir işıq ili bir Culian ilində (tərifinə bərabər 86400 SI saniyə olan 365.25 standart günə bərabərdir və ya 31.557) cazibə qüvvəsinin təsirini yaşamadan, vakuumda olan məsafəyə bərabərdir. 600 saniyə). Məşhur elmi ədəbiyyatda istifadə üçün tövsiyə olunan bu tərifdir. Peşəkar ədəbiyyatda parsecs və multiples (kilo- və megaparsecs) adətən işıq ili əvəzinə uzun məsafələri ifadə etmək üçün istifadə olunur.

Əvvəllər (1984-cü ilə qədər) bir işıq ili 1900.0 dövrə aid bir tropik ildə işıqla keçən məsafə idi. Yeni tərif köhnədən təxminən 0.002% ilə fərqlənir. Bu məsafə vahidi yüksək dəqiqlik ölçmələri üçün istifadə olunmadığı üçün köhnə və yeni təriflər arasında praktik fərq yoxdur.

Rəqəmsal dəyərlər

İşıq ili:

• 9 460 730 472 580 800 metr (təxminən 9.46 petameter)
• 63,241.077 Astronomik vahidlər (AU)
• 0.306 601 parsec

Əlaqəli bölmələr

Aşağıdakı bölmələr 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 işıq həftəsi ≈ 181 milyard km
• 1 işıq ayı ≈ 790 milyard km

İşıq illərində məsafə

A işıq ili, astronomiyada məsafəli tərəzi təmsil etmək üçün yaxşıdır.