45 miljoonaa valovuotta. Valovuosi ja kosmiset asteikot

Riippumatta elämäntavastamme, käytämme mitä tahansa tavalla tai toisella, käytämme mitä tahansa mittayksikköä joka päivä. Pyydämme kaatamaan lasillisen vettä, lämmittämään oman aamiaisen tiettyyn lämpötilaan, arvioimaan visuaalisesti, kuinka pitkälle meidän on käveltävä lähimpään postiosastoon, sovittava tapaaminen tiettynä ajankohtana ja niin edelleen. Kaikki nämä toimet edellyttävät

Ei vain laskelmia, vaan myös tietty luku eri luokkiin: etäisyys, määrä, paino, aika ja muut. Käytämme numeroita säännöllisesti jokapäiväisessä elämässämme. Ja nämä numerot ovat jo pitkään tottuneet, ikään kuin eräänlaisiin instrumentteihin. Mutta mitä tapahtuu, kun pääsemme päivittäisestä mukavuusalueestamme ja kohtaamme meille epätavallisia lukuja? Tämä artikkeli keskittyy maailmankaikkeuden upeisiin numeroihin.

Yleiset laajuudet

Vielä yllättävämpi on tilanne kosmisilla etäisyyksillä. Olemme hyvin tietoisia kilometreistä naapurikaupunkiin ja jopa Moskovasta New Yorkiin. Mutta on vaikea kuvitella etäisyyksiä visuaalisesti, kun on kyse tähtijoukkojen mittakaavasta. Nyt tarvitsemme niin kutsutun valovuoden. Loppujen lopuksi etäisyydet jopa naapuritähtien välillä ovat erittäin suuria, ja niiden mittaaminen kilometreinä tai maileina on yksinkertaisesti järjetöntä. Ja tässä ei ole kyse pelkästään valtavien tuloksena olevien lukujen käsityksen monimutkaisuudesta, vaan myös niiden nollien lukumäärästä. Numeron kirjoittaminen on jo ongelma. Esimerkiksi etäisyys maasta Marsiin lähimmän lähestymisjakson aikana on 55,7 miljoonaa kilometriä. Kuuden nollan arvo. Mutta Mars on yksi lähimmistä avaruusnaapureistamme! Etäisyys lähimpään tähtiin Auringon lisäksi on miljoonia kertoja suurempi. Ja sitten, jos mittaisimme sen kilometreinä tai maileina, tähtitieteilijöiden olisi käytettävä tunteja ajastaan \u200b\u200bvain näiden jättimäisten arvojen kirjaamiseen. Valovuosi ratkaisi tämän ongelman. Uloskäynti oli melko nerokas.

Mikä on valovuosi?

Sen sijaan, että keksitään uusi mittayksikkö, joka on pienemmän kertaluvun yksikköjen summa (kuten millimetreillä, senttimetreillä, metreillä, kilometreillä tapahtuu), päätettiin sitoa etäisyys aikaan. Itse asiassa se, että aika on myös fyysinen kenttä, joka vaikuttaa tapahtumiin, on enemmän

lisäksi Albert Einstein löysi avaruuteen kytkeytyvän ja muunnettavissa olevan tilan ja osoitti sen suhteellisuusteoriansa avulla. Valon nopeudesta on tullut tasainen nopeus. Ja tietyn matkan valosäteen kulku aikayksikköä kohti antoi uusia fyysisiä tilamääriä: valosekunti, valo minuutti, valopäivä, valokuukausi, valovuosi. Esimerkiksi sekunnissa valonsäde (avaruudessa - tyhjiö) kulkee noin 300 tuhannen kilometrin matkan. On helppo laskea, että yksi valovuosi on noin 9,46 * 10 15. Joten etäisyys maasta lähimpään kosmiseen kappaleeseen, Kuuhun, on hieman enemmän kuin yksi valosekunti Aurinkoon - noin kahdeksan valon minuuttia. Aurinkokunnan reunakappaleet kiertävät nykyaikaisen käsityksen mukaan yhden valovuoden etäisyydellä. Seuraava meille lähinnä oleva tähti tai pikemminkin binääritähden järjestelmä, Alfa ja Proxima Centauri, on niin kaukana, että jopa niiden valo saavuttaa kaukoputkemme vasta neljä vuotta sen alkamisesta. Ja nämä ovat edelleen meille lähinnä olevia taivaankappaleita. Linnunradan toisesta päästä tulevalla valolla pääsee meihin yli sata tuhatta vuotta.

Kuten tiedätte, tutkijat ovat keksineet tähtitieteellisen yksikön mittaamaan etäisyydet auringosta planeetoihin sekä planeettojen välillä. Mikä on valovuosi?

Ensinnäkin on huomattava, että valovuosi on myös tähtitieteessä hyväksytty mittayksikkö, mutta ei aika (kuten sanan "vuosi" merkityksen perusteella saattaa tuntua), vaan etäisyys.

Mikä on valovuosi

Kun tutkijat onnistuivat laskemaan etäisyydet lähimpiin tähtiin, kävi selväksi, että tähtitieteellinen yksikkö on hankala käyttää tähtimaailmassa. Sanotaan aluksi, että etäisyys auringosta lähimpään tähtiin on noin 4,5 valovuotta. Tämä tarkoittaa, että aurinko aurinko lähimpään tähteeseen (sitä kutsutaan muuten Proxima Centauriksi) lentää 4,5 vuotta! Kuinka suuri tämä etäisyys on? Älkäämme kyllästykö ketään matematiikan kanssa, huomaamme vain, että valopartikkelit lentävät 300 000 kilometriä sekunnissa. Toisin sanoen, jos lähetät signaalin kuuhun taskulampulla, tämä valo näkyy siellä alle puolitoisessa sekunnissa. Valo kulkee auringosta maahan 5,5 minuutissa. Ja sitten kuinka monta valonsädettä lentää ohi vuodessa?

Sanotaan heti: valovuosi on noin 10 biljoonaa kilometriä (biljoona on yksi, jota seuraa kaksitoista nollaa). Tarkemmin sanottuna 9460730472581 kilometriä. Jos laskemme uudelleen tähtitieteellisissä yksiköissä, se on noin 67 000. Ja tämä on vain lähimmälle tähdelle!

On selvää, että tähtien ja galaksien maailmassa tähtitieteellinen yksikkö ei sovellu mittauksiin. Laskelmissa on helpompi toimia valovuosina.

Sovellettavuus tähtimaailmassa

Esimerkiksi etäisyys maapallosta taivaan kirkkaimpaan tähtiin, Siriusiin, on 8 valovuotta. Ja etäisyys auringosta pohjoistähteen on noin 600 valovuotta. Eli valo meiltä pääsee sinne 600 vuodessa. Tästä tulee noin 40 miljoonaa tähtitieteellistä yksikköä. Vertailun vuoksi huomautetaan, että galaksimme - Linnunradan - koko (halkaisija) on noin 100000 valovuotta. Lähin naapurimme, spiraaligalaksi nimeltä Andromedan sumu, on 2,52 miljoonaa valovuotta kaukana Maasta. On erittäin hankalaa osoittaa tämä tähtitieteellisissä yksiköissä. Mutta maailmankaikkeudessa on esineitä, jotka ovat kaukana meistä yleensä 15 miljardilla valovuodella. Joten havaittavan maailmankaikkeuden säde on 13,77 miljardia valovuotta. Ja koko maailmankaikkeus, kuten tiedät, ulottuu havaitun osan ulkopuolelle.

Muuten, havaitun maailmankaikkeuden halkaisija ei ole ollenkaan kaksinkertainen säteeseen, kuten luulisi. Asia on, että tila laajenee ajan myötä. Ne kaukaiset esineet, jotka lähettivät valoa 13,77 miljardia vuotta sitten, lentivät vielä kauemmas meistä. Nykyään ne ovat yli 46,5 miljardin valovuoden päässä. Kaksinkertaistaminen on 93 miljardia valovuotta. Tämä on havaittavan maailmankaikkeuden todellinen halkaisija. Joten havaittavan kosmoksen osan koko (ja jota kutsutaan myös Metagalaxiksi) kasvaa jatkuvasti.

Ei ole mitään järkeä mitata tällaisia \u200b\u200betäisyyksiä kilometreinä tai tähtitieteellisinä yksikköinä. Ollakseni rehellinen, valovuodet eivät myöskään sovi tähän. Mutta ihmiset eivät ole vielä keksineet mitään parempaa. Numerot tulevat niin suuriksi, että vain tietokone pystyy käsittelemään niitä.

Valovuoden määritelmä ja olemus

Täten, valovuosi (St. g.) on pituuden, ei ajan, yksikkö, joka on auringon säteen kuljettama etäisyys vuodessa eli 365 päivässä... Tämä mittayksikkö on erittäin kätevä sen selkeyden vuoksi. Sen avulla voit vastata kysymykseen, minkä ajan kuluttua voit odottaa vastausta, jos sähkömagneettinen viesti lähetetään tietylle tähdelle. Ja jos tämä aika on liian pitkä (esimerkiksi se on tuhat vuotta), sellaisilla toimilla ei ole mitään järkeä.

Tiedätkö miksi tähtitieteilijät eivät käytä valovuosia etäisyyksien laskemiseen avaruudessa oleviin kaukaisiin esineisiin?

Valovuosi on ei-systeeminen mittayksikkö etäisyyksien suhteen avaruudessa. Sitä käytetään yleisesti suosituissa tähtitieteen kirjoissa ja oppikirjoissa. Ammatillisessa astrofysiikassa tätä lukua käytetään kuitenkin erittäin harvoin ja sitä käytetään usein etäisyyksien määrittämiseen lähellä oleviin esineisiin avaruudessa. Syy tähän on yksinkertainen: jos määrität etäisyyden valovuosina maailmankaikkeuden kaukaisiin kohteisiin, luku osoittautuu niin valtavaksi, että on epäkäytännöllistä ja hankalaa käyttää sitä fyysisiin ja matemaattisiin laskelmiin. Siksi valovuoden sijasta ammatillinen tähtitiede käyttää sellaista mittayksikköä, jota on paljon helpompi käyttää monimutkaisia \u200b\u200bmatemaattisia laskelmia suoritettaessa.

Termin määritelmä

Termin "valovuosi" määritelmä löytyy mistä tahansa tähtitieteen oppikirjasta. Valovuosi on etäisyys, jonka valonsäde kulkee yhden maavuoden aikana. Tällainen määritelmä voi tyydyttää amatööriä, mutta kosmologi pitää sitä epätäydellisenä. Hän huomaa, että valovuosi ei ole vain etäisyys, jonka valo kuljettaa vuodessa, vaan etäisyys, jonka valonsäde kulkee tyhjössä 365,25 maapallopäivällä magneettikenttien vaikutuksesta.

Valovuosi on 9,46 biljoonaa kilometriä. Tämä on etäisyys, jonka valonsäde kulkee vuodessa. Mutta miten tähtitieteilijät saavuttivat sädepolun niin tarkan määrityksen? Puhumme tästä alla.

Kuinka valon nopeus määritettiin

Muinaisina aikoina uskottiin, että valo leviää maailmankaikkeudessa välittömästi. Kuitenkin 1700-luvulta lähtien tutkijat alkoivat epäillä tätä. Galileo kyseenalaisti ensimmäisen väitteen. Hän yritti määrittää, kuinka kauan valonsäde kuljettaa 8 km: n matkan. Mutta koska tällainen etäisyys oli merkityksetön sellaiselle arvolle kuin valon nopeus, kokeilu päättyi epäonnistumiseen.

Ensimmäinen merkittävä muutos tässä asiassa oli kuuluisan tanskalaisen tähtitieteilijän Olaf Roemerin havainto. Vuonna 1676 hän huomasi pimennysajan eron riippuen Maan lähestymistavasta ja etäisyydestä niihin avaruudessa. Roemer yhdisti tämän havainnon onnistuneesti siihen, että mitä kauemmas maapallo siirtyy poispäin, sitä kauemmin heiltä heijastuneen valon kulkeminen etäisyydeksi planeetallemme.

Roemer ymmärsi tarkalleen tämän tosiasian, mutta hän ei onnistunut laskemaan valon nopeuden luotettavaa arvoa. Hänen laskelmansa olivat virheellisiä, koska 1700-luvulla hänellä ei ollut tarkkoja tietoja etäisyydestä maasta muihin aurinkokunnan planeetoihin. Nämä tiedot määritettiin jonkin verran myöhemmin.

Tutkimuksen lisäedut ja valovuosien määrittely

Vuonna 1728 englantilainen tähtitieteilijä James Bradley, joka löysi tähtien poikkeaman vaikutuksen, laski ensimmäisenä likimääräisen valon nopeuden. Hän määritteli sen arvoksi 301 tuhatta km / s. Mutta tämä arvo oli epätarkka. Kehittyneempiä menetelmiä valon nopeuden laskemiseksi tehtiin ottamatta huomioon kosmisia kappaleita - maan päällä.

Havainnot valon nopeudesta tyhjössä käyttämällä pyörivää pyörää ja peiliä tekivät A. Fisot ja L. Foucault, vastaavasti. Avullaan fyysikot onnistuivat lähestymään tämän arvon todellista arvoa.

Tarkka valon nopeus

Tutkijat onnistuivat määrittämään tarkan valonopeuden vasta viime vuosisadalla. Maxwellin sähkömagneettisen teorian pohjalta tutkijat pystyivät nykyaikaisen lasertekniikan ja laskelmien avulla korjaamaan ilman säteilyvirran taitekerrointa valonopeuden tarkan arvon 299 792,458 km / s. Tähtitieteilijät käyttävät edelleen tätä arvoa. Lisäksi päivänvaloaikojen, kuukauden ja vuoden määrittäminen oli jo tekniikan asia. Yksinkertaisten laskelmien avulla tutkijat ovat saaneet 9,46 biljoonaa kilometriä - näin kauan kestää, että valonsäde lentää ympäri maapallon kiertoradan.

Omaa planeettaan tutkien, ihmiset ovat satojen vuosien aikana keksineet yhä uusia järjestelmiä etäisyyksien mittaamiseksi. Tämän seurauksena yksi metri päätettiin pitää yleisenä pituuden yksikkönä ja mitata pitkä matka kilometreinä.

Mutta 1900-luvun alku aiheutti uuden ongelman ihmiskunnalle. Ihmiset alkoivat tutkia avaruutta huolellisesti - ja kävi ilmi, että maailmankaikkeuden laajuus on niin valtava, että kilometrit eivät yksinkertaisesti sovi tähän. Tavallisissa yksiköissä voit silti ilmaista etäisyyden maasta kuuhun tai maasta Marsiin. Mutta jos yrität selvittää, kuinka monta kilometriä lähin tähti on planeetaltamme, luku "kasvaa" käsittämättömällä määrällä desimaaleja.

Mikä on yksi valovuosi?

Oli ilmeistä, että avaruuden tilojen tutkimiseen tarvitaan uusi mittayksikkö - ja se oli valovuosi. Yhdessä sekunnissa valo kulkee 300 000 kilometriä. Valovuosi - tämä on matka, jonka valo kulkee tarkalleen vuodessa - ja käännettynä tutumpiin numeroihin tämä etäisyys on 9 460 730 472 580,8 kilometriä. On selvää, että on paljon helpompaa käyttää lakonista "yhtä valovuotta" kuin käyttää tätä valtavaa lukua joka kerta laskelmissa.

Kaikista tähdistä Proxima Centauri on lähinnä meitä - sen poistaa "vain" 4,22 valovuotta. Tietysti kilometreinä mitattuna luku osoittautuu käsittämättömän suureksi. Kaikki on kuitenkin opittu vertailemalla - jos katsot, että lähin Andromeda-niminen galaksi on 2,5 miljoonan valovuoden etäisyydellä Linnunradasta, edellä mainittu tähti alkaa todella tuntua hyvin läheiseltä naapurilta.

Muuten, valovuosien käyttö auttaa tutkijoita ymmärtämään, mistä maailmankaikkeudesta on järkevää etsiä älykästä elämää ja missä on täysin hyödytöntä lähettää radiosignaaleja. Loppujen lopuksi radiosignaalin nopeus on samanlainen kuin valon nopeus - vastaavasti kaukaisen galaksin suuntaan lähetetty tervehdys saavuttaa tavoitteensa vasta miljoonien vuosien kuluttua. On järkevämpää odottaa vastausta läheisemmiltä "naapureilta" - esineiltä, \u200b\u200bjoiden hypoteettiset vastesignaalit saavuttavat maanpäälliset ajoneuvot ainakin ihmisen elämän aikana.

Kuinka monta maavuotta on yksi valovuosi?

On levinnyt väärinkäsitys, että valovuosi on ajan yksikkö. Itse asiassa näin ei ole. Termillä ei ole mitään tekemistä maallisten vuosien kanssa, se ei korreloi niiden kanssa millään tavalla ja tarkoittaa vain etäisyyttä, jonka valo kulkee yhden maallisen vuoden aikana.

Tätä määritelmää suositellaan käytettäväksi populaaritieteellisessä kirjallisuudessa. Ammattikirjallisuudessa parsekkejä ja kerrannaisia \u200b\u200b(kilo- ja megaparsekkeja) käytetään yleensä ilmaisemaan pitkiä matkoja valovuosien sijaan.

Aikaisemmin (vuoteen 1984 asti) valovuosi oli valon kuljettu matka yhdessä trooppisessa vuodessa, mikä johtui aikakaudesta 1900.0. Uusi määritelmä eroaa vanhasta noin 0,002%. Koska tätä etäisyyden yksikköä ei käytetä tarkkoja mittauksia varten, vanhan ja uuden määritelmän välillä ei ole käytännön eroa.

Numeeriset arvot

Valovuosi on:

• 9460730472580800 metriä (noin 9,5 petametriä)

Liittyvät yksiköt

Alla olevia yksiköitä käytetään melko harvoin, yleensä vain suosituissa julkaisuissa:

• 1 kevyt sekunti \u003d 299792,458 km (tarkka)
• 1 valo minuutti ≈ 18 miljoonaa km
• 1 valotunti ≈ 1079 miljoonaa km
• 1 valo päivä ≈ 26 miljardia km
• 1 kevyt viikko ≈ 181 miljardia km
• 1 kevyt kuukausi 90 790 miljardia km

Etäisyys valovuosina

Valovuosi on hyvä edustamaan tähtitieteen etäisyysasteikkoja.

Galaktiset etäisyysasteikot

• Tähtitieteellinen yksikkö on hyvällä tarkkuudella 500 valosekuntia, eli valo kulkee auringosta maahan noin 500 sekunnissa.

Katso myös

Linkit

1. Kansainvälinen standardointijärjestö. 9.2 Mittayksiköt

Huomautuksia

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso, mikä "valovuosi" on muissa sanakirjoissa:

Tähtitieteessä käytetty ei-systeeminen pituusyksikkö; 1 S. g on yhtä suuri kuin valossa yhden vuoden aikana kuljettu matka. 1 S. vuosi \u003d 0,3068 parsek \u003d 9,4605 1015 m Fyysinen tietosanakirja. M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. Päätoimittaja A.M.Prokhorov ... ... Fyysinen tietosanakirja

VALOVUOSI, tähtitieteellisen etäisyyden yksikkö, joka on yhtä suuri kuin etäisyys, jonka valo kulkee avoimessa tilassa tai ALUMIINISSA yhden trooppisen vuoden aikana. Yksi valovuosi on yhtä suuri kuin 9,46071012 km ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

VALOVUOSI, tähtitieteessä käytetty pituuden yksikkö: valon kulkeman polun 1 vuodessa, ts. 9,466 × 1012 km. Lähin tähti (Proxima Centaur) on noin 4,3 valovuoden päässä. Galaksin kaukaisimmat tähdet sijaitsevat ... ... Moderni tietosanakirja

Tähtienvälisen etäisyyden yksikkö; valon kulkeman polun vuodessa, eli 9,46 × 1012 km ... Iso tietosanakirja

Valovuosi - VALOVUOSI, tähtitieteessä käytetty pituuden yksikkö: valon kulkeman polun 1 vuodessa, ts. Km 9 466 1012. Lähin tähti (Proxima Centaur) on noin 4,3 valovuoden päässä. Galaksin kaukaisimmat tähdet sijaitsevat ... ... Kuvitettu tietosanakirja

Tähtitieteessä käytetty ei-systeeminen pituusyksikkö. 1 valovuosi on etäisyys, jonka valo kulkee yhden vuoden aikana. 1 valovuosi on 9,4605E + 12 km \u003d 0,307 kpl ... Tähtitieteellinen sanakirja

Tähtienvälisten etäisyyksien yksikkö; polku, jota valo kulkee vuodessa, eli 9,46 · 1012 km. * * * VALOVUOSI VALOVUOSI, tähtienvälisten etäisyyksien yksikkö; polku, jonka valo kulkee vuodessa, eli 9,46 x 1012 km ... tietosanakirja

Valovuosi on etäisyyden yksikkö, joka on yhtä suuri kuin valon kuljettama tie yhdessä vuodessa. Valovuosi on 0,3 parsek ... Nykyaikaisen luonnontieteen käsitteet. Sanasto perustermeistä