45 miljoonaa valovuotta. Valovuosi ja kosmiset asteikot

Minkä tahansa elämäntyyliin johtamme, riippumatta siitä, mitä teemme, tavalla tai toisella, käytämme mitä tahansa mittayksiköitä päivä päivältä. Pyydämme sinua kaatamaan lasillinen vettä, lämmittämään oma aamiainen tiettyyn lämpötilaan, arvioimaan visuaalisesti, kuinka pitkälle meidän on kävettävä lähimpään postitoimistoon, sopia tapaaminen tiettyyn aikaan ja niin edelleen. Kaikki nämä toimet vaativat

Ei vain laskelmat, vaan myös tietty numeeristen luokkien mittaus: etäisyys, määrä, paino, aika ja muut. Käytämme säännöllisesti numeroita jokapäiväisessä elämässämme. Ja he ovat jo kauan tottuneet näihin numeroihin, ikään kuin jonkinlaisiin instrumentteihin. Mutta mitä tapahtuu, kun poistumme päivittäisestä mukavuusvyöhykkeestämme ja kohtaamme meille epätavallisia lukuja? Tämä artikkeli keskittyy maailmankaikkeuden fantastisiin lukuihin.

Universal laajuudet

Vielä yllättävämpi on tilanne kosmisten etäisyyksien kanssa. Olemme täysin tietoisia naapurikaupunkiin ja jopa Moskovasta New Yorkiin kulkeviin kilometreihin. Mutta on vaikea kuvitella etäisyyksiä visuaalisesti, kun kyse on tähtiklustereiden mittakaavasta. Nyt tarvitsemme ns. Kevyt vuotta. Etäisyydet jopa naapureiden tähtijen välillä ovat erittäin suuret, ja niiden mittaaminen kilometreinä tai maileina on yksinkertaisesti irrationaalista. Ja tässä ei ole kyse vain valtavien tuloksena olevien lukujen havaitsemisen monimutkaisuudesta, vaan myös niiden nollamäärien lukumäärästä. Numeron kirjoittaminen on jo tulossa ongelmaksi. Esimerkiksi etäisyys maapallosta Marsiin lähimmän lähestymistavan aikana on 55,7 miljoonaa kilometriä. Arvo kuuden nollan kanssa. Mutta Mars on yksi lähimmistä avarinaapureistamme! Etäisyys lähimpään tähteen auringon lisäksi on miljoonia kertoja suurempi. Ja sitten, jos mittaamme sen kilometreinä tai maileina, tähtitieteilijöiden olisi vietettävä tuntikausia vain tallentamalla nämä jättiläismäiset arvot. Kevyt vuosi ratkaisi tämän ongelman. Ratkaisu oli melko nerokas.

Mikä on kevyt vuosi?

Sen sijaan, että keksitään uutta mittayksikköä, joka on pienemmän luokan yksiköiden summa (kuten tapahtuu millimetreillä, senttimetreillä, metreillä, kilometreillä), päätettiin sitoa etäisyys ajassa. Itse asiassa se, että aika on myös tapahtumiin vaikuttava fyysinen kenttä, on enemmän

lisäksi Albert Einstein löysi yhdistyneet ja avaruuteen muunnettavissa olevat asiat, jotka todistettiin suhteellisuusteoriansa kautta. Valon nopeudesta tuli vakionopeus. Ja tietyn etäisyyden aikayksikköä kohti olevan valonsäteen läpikulku antoi uusia fyysisiä alueellisia määriä: valo toinen, valo minuutti, valo päivä, valo kuukausi, valo vuosi. Esimerkiksi valonsäde sekunnissa (avaruudessa - tyhjiö) kulkee noin 300 tuhannen kilometrin etäisyyden. On helppo laskea, että yksi valovuosi on noin 9,46 * 10 15. Joten etäisyys maapallosta lähimpään kosmiseen vartioon, Kuuhun, on vähän enemmän kuin yksi valo sekunti, aurinkoon - noin kahdeksan valo minuuttia. Aurinkokunnan marginaaliset rungot, nykyaikaisten konseptien mukaan, kiertävät yhden valovuoden etäisyydellä. Seuraava meille lähinnä oleva tähti, tai pikemminkin binaaritähteiden järjestelmä, Alfa ja Proxima Centauri, on niin kaukana, että jopa niistä tuleva valo pääsee kaukoputkeihimme vasta neljä vuotta sen alkamisen jälkeen. Ja nämä ovat edelleen taivaankappaleita, jotka ovat lähinnä meitä. Linnunradan toisesta päästä tuleva valo vie yli sata tuhatta vuotta päästäkseen meihin.

Kuten tiedät, tutkijat ovat keksineet tähtitieteellisen yksikön mittaamaan etäisyydet Auringosta planeetoihin ja planeettojen välillä. Mikä on valovuosi?

Ensinnäkin on huomattava, että kevyt vuosi on myös tähtitiedessä omaksuttu mittayksikkö, mutta ei aika (kuten saattaa vaikuttaa, sanan "vuosi" merkityksen perusteella), vaan etäisyys.

Mikä on kevyt vuosi

Kun tutkijat onnistuivat laskemaan etäisyydet lähimpään tähtiin, kävi ilmeiseksi, että tähtitieteellinen yksikkö on hankala käyttää tähtimaailmassa. Sanotaan aluksi, että etäisyys auringosta lähimpään tähtiin on noin 4,5 valovuotta. Tämä tarkoittaa, että valo aurinkoomme lähimmästä tähdestä (sitä kutsutaan muuten Proxima Centauriksi) lentää 4,5 vuotta! Kuinka suuri tämä etäisyys on? Älkäämme kyllästyneet kenenkään matematiikan kanssa, huomaamme vain, että sekunnissa kevyet hiukkaset lentävät 300 000 kilometriä. Eli jos lähetät signaalin kuuhun taskulampulla, tämä valo nähdään siellä alle puolitoista sekunnissa. Valo kulkee auringosta maahan 8,5 minuutissa. Ja kuinka monta valonsätettä lentää vuodessa?

Sanotaan heti: valovuosi on noin 10 biljoonaa kilometriä (biljoonaa on yksi, jota seuraa kaksitoista nollaa). Tarkemmin sanottuna 9 460 730 472 581 kilometriä. Jos lasketaan uudelleen tähtitieteellisissä yksiköissä, se on noin 67 000. Ja tämä on vain lähimpään tähtiin!

On selvää, että tähti- ja galaksimaailmassa tähtitieteellinen yksikkö ei sovellu mittauksiin. Laskennassa on helpompaa toimia valovuosina.

Sovellettavuus tähtimaailmassa

Esimerkiksi etäisyys maasta taivaan kirkkaimpaan tähtiin, Sirius, on 8 valovuotta. Ja etäisyys auringosta pohjatähtiin on noin 600 valovuotta. Toisin sanoen, valo meiltä saapuu sinne 600 vuodessa. Tämä on noin 40 miljoonaa tähtitieteellistä yksikköä. Vertailun vuoksi mainittakoon, että galaksiamme - Linnunradan - koko (halkaisija) on noin 100 000 valovuotta. Lähin naapurimme, spiraaligalaksi, nimeltään Andromedan köysi, on 2,52 miljoonaa valovuotta etäällä Maasta. On erittäin hankalaa ilmoittaa tämä tähtitieteellisissä yksiköissä. Mutta universumissa on esineitä, jotka ovat yleensä kaukana meistä 15 miljardin valovuoden kuluttua. Joten havaittavan maailmankaikkeuden säde on 13,77 miljardia valovuotta. Ja koko maailmankaikkeus, kuten tiedätte, ulottuu havaitun osan ulkopuolelle.

Muuten, havaitun universumin halkaisija ei ole lainkaan 2-kertainen säde, kuten voisi ajatella. Asia on, että tila laajenee ajan myötä. Ne kaukaiset esineet, jotka säteilivat valoa 13,77 miljardia vuotta sitten, lentävät vielä kauempana meistä. Nykyään ne ovat yli 46,5 miljardia valovuotta. Tuplaus, joka on 93 miljardia valovuotta. Tämä on havaittavan maailmankaikkeuden todellinen halkaisija. Joten havaittavan kosmoksen osan koko (jota kutsutaan myös metagalaksiksi) kasvaa jatkuvasti.

Ei ole mitään syytä mitata sellaisia \u200b\u200betäisyyksiä kilometreinä tai tähtitieteellisinä yksiköinä. Ollakseni rehellinen, myöskään valovuodet eivät sovi tänne. Mutta ihmiset eivät ole vielä keksineet mitään parempaa. Numerot ovat niin valtavia, että vain tietokone pystyy käsittelemään niitä.

Määritelmä ja kevyt vuoden ydin

Täten, valovuosi (St. g.) on pituusyksikkö, ei aika, joka on auringonsäteen kulkema matka vuodessa, toisin sanoen 365 päivässä... Tämä mittayksikkö on erittäin kätevä selkeyden vuoksi. Sen avulla voit vastata kysymykseen, minkä ajan kuluttua voit odottaa vastausta, jos sähkömagneettinen viesti lähetetään tietylle tähdelle. Ja jos tämä ajanjakso on liian pitkä (esimerkiksi se on tuhat vuotta), niin tällaisille toimille ei ole mitään järkeä.

Tiedätkö miksi tähtitieteilijät eivät käytä valovuosia laskemaan etäisyyksiä avaruudessa oleviin kaukaisiin esineisiin?

Kevyt vuosi on ei-systeeminen mittayksikkö etäisyyksille avaruudessa. Sitä käytetään yleisesti suosituissa tähtitieteen kirjoissa ja oppikirjoissa. Siitä huolimatta ammatillisessa astrofysiikassa tätä lukua käytetään erittäin harvoin ja usein etäisyyden määrittämiseen avaruudessa oleviin kohteisiin. Syy tähän on yksinkertainen: jos määrität etäisyyden valovuosina maailmankaikkeuden etäisiin kohteisiin, lukumäärä osoittautuu niin valtavaksi, että sen käyttäminen fysikaalisiin ja matemaattisiin laskelmiin on epäkäytännöllistä ja hankalaa. Siksi ammatillinen tähtitiede käyttää kevään vuoden sijasta sellaista mittayksikköä kuin, jota on paljon helpompi käyttää suorittaessa monimutkaisia \u200b\u200bmatemaattisia laskelmia.

Termin määritelmä

Voimme löytää termin "valovuosi" määritelmän mistä tahansa tähtitieteen oppikirjasta. Valovuosi on etäisyys, jonka valonsäde kulkee yhden maapallon vuoden aikana. Tällainen määritelmä voi tyydyttää amatööri, mutta kosmologi pitää sitä epätäydellisenä. Hän huomaa, että valovuosi ei ole vain etäisyys, joka valossa kulkee vuodessa, vaan etäisyys, jonka valonsäde kulkee tyhjössä 365,25 maanpäivää ilman, että siihen vaikuttavat magneettikentät.

Kevyt vuosi on 9,46 biljoonaa kilometriä. Tämä on etäisyys, jonka valonsäde kulkee vuodessa. Mutta kuinka tähtitieteilijät saavuttivat niin tarkan määrityksen sädepolusta? Puhumme tästä alla.

Kuinka valon nopeus määritettiin

Muinaisina aikoina uskottiin, että valo leviää maailmankaikkeudessa heti. Tutkijat alkoivat kuitenkin epäillä tätä 1700-luvulta alkaen. Galileo kyseenalaisti edellä mainitun lausunnon ensimmäisenä. Juuri hän yritti määrittää ajan, joka valonsäteen kulkee 8 km: n matkan päässä. Mutta johtuen tosiasiasta, että tällainen etäisyys oli vähäinen 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 lähestymistavasta ja maapallon etäisyydestä heihin avaruudessa. Roemer yhdisti tämän havainnon onnistuneesti siihen tosiseikkaan, että mitä kauempana maapallo siirtyy, sitä kauemman kestää heiltä heijastuvan valon kuljettaminen etäisyydelle planeettamme.

Roemer tarttui tarkkaan tämän tosiasian ytimeen, mutta hän ei onnistunut laskemaan valonopeuden luotettavaa arvoa. Hänen laskelmansa olivat virheelliset, koska 1700-luvulla hänellä ei ollut tarkkoja tietoja etäisyydestä maapallosta muihin aurinkojärjestelmän planeetoihin. Nämä tiedot määritettiin jonkin verran myöhemmin.

Tutkimuksen ja kevään vuoden määrittelyn edistyminen

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

Valon nopeuden havainnot tyhjössä pyörivän pyörän ja peilin avulla tekivät vastaavasti A. Fisot ja L. Foucault. Fyysikoilla on onnistuttu pääsemään lähemmäksi tämän arvon todellista arvoa heidän avullaan.

Tarkka valon nopeus

Tutkijat onnistuivat määrittämään tarkan valonopeuden vasta viime vuosisadalla. Perustuen Maxwellin sähkömagneettisuuden teoriaan, nykyaikaisen laserteknologian ja laskelmien avulla, jotka on korjattu ilmassa olevan sädevirtauksen taitekerroksi, tutkijat pystyivät laskemaan valonopeuden tarkan arvon 299 792,458 km / s. Tätä arvoa käyttävät edelleen tähtitieteilijät. Lisäksi kesäajan, kuukauden ja vuoden määrittäminen oli jo tekniikan kysymys. Yksinkertaisten laskelmien avulla tutkijat ovat saaneet luvun 9,46 triljoonaa kilometriä - ts. Kuinka kauan valonsäteen lentäminen maapallon kiertoradan ympäri kestää.

Tutkiessaan omaa planeettaansa, satojen vuosien ajan, ihmiset ovat keksineet yhä enemmän uusia järjestelmiä etäisyyssegmenttien mittaamiseen. Seurauksena oli, että päätettiin pitää yksi metri yleisenä pituusyksikkönä ja mitata pitkä matka kilometreinä.

Mutta 2000-luvun alkaminen asetti ihmiskunnalle uuden ongelman. Ihmiset alkoivat tutkia avaruutta huolellisesti - ja kävi ilmi, että maailmankaikkeuden laajuus on niin valtava, että kilometrit eivät yksinkertaisesti sovellu tähän. Tavallisissa yksiköissä voit silti ilmaista etäisyyden Maasta Kuuhun tai Maasta Marsiin. Mutta jos yrität määrittää, kuinka monta kilometriä lähin tähti on planeettamme, lukumäärä "kasvaa" käsittämättömällä määrällä desimaalilukuja.

Mikä on 1 valovuosi?

Kävi ilmeiseksi, että avaruustilojen tutkimiseksi tarvitaan uusi mittayksikkö - ja se oli kevyt vuosi. Yhdessä sekunnissa valo kulkee 300 000 km. Valovuosi - tämä on etäisyys, jonka valo kulkee tarkalleen vuodessa - ja käännettynä tutumpaan numerojärjestelmään tämä etäisyys on 9 460 730 472 580,8 km. On selvää, että on paljon helpompaa käyttää lakonista ”yhtä valovuotta” kuin käyttää tätä valtavaa lukua laskelmissa joka kerta.

Kaikista tähdistä Proxima Centauri on lähinnä meitä - se poistetaan "vain" 4,22 valovuoteen. Tietysti kilometrien suhteen luku osoittautuu kuvitteettomasti valtavaksi. Kaikki oppii kuitenkin vertailun avulla - jos ajatellaan, että lähin Andromeda-niminen galaksi on 2,5 miljoonan valovuoden päässä Linnunradasta, edellä mainittu tähti alkaa todella näyttää olevan hyvin läheinen naapuri.

Muuten, valovuosien käyttö auttaa tutkijoita ymmärtämään, missä maailmankaikkeuden järkevää on 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 kohtuullisempaa odottaa vastausta lähempiltä "naapureilta" - esineiltä, \u200b\u200bjoiden hypoteettiset vastesignaalit saavuttavat maanpäälliset ajoneuvot ainakin ihmisen elämän aikana.

Kuinka monta maapallon vuotta on 1 valovuosi?

On olemassa laajalle levinnyt käsitys, että valovuosi on aikayksikkö. 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.

Juuri tätä määritelmää suositellaan käytettäväksi populaartieteellisessä kirjallisuudessa. Ammatillisessa kirjallisuudessa parsekseja ja multippeleita (kilo- ja megaparsecs) käytetään yleensä ilmaisemaan pitkiä etäisyyksiä valovuosien sijasta.

Aikaisemmin (vuoteen 1984) valovuosi oli valon kuljettu matka yhden trooppisen vuoden aikana, joka katsottiin aikakaudelle 1900.0. Uusi määritelmä eroaa vanhasta noin 0,002%. Koska tätä etäisyysyksikköä ei käytetä erittäin tarkkoihin mittauksiin, vanhojen ja uusien määritelmien välillä ei ole käytännöllistä eroa.

Numeeriset arvot

Kevyt vuosi on:

• 9 460 730 472 580 800 metriä (noin 9,5 petametriä)

Aiheeseen liittyvät yksiköt

Seuraavia yksiköitä käytetään melko harvoin, yleensä vain suosituissa julkaisuissa:

• 1 kevyt sekunti \u003d 299 792,458 km (tarkka)
• 1 kevyt minuutti ≈ 18 miljoonaa km
• 1 valotunti ≈ 1079 miljoonaa km
• 1 kevyt päivä ≈ 26 miljardia km
• 1 kevyt viikko ≈ 181 miljardia km
• 1 kevyt kuukausi ≈ 790 miljardia km

Etäisyys valovuosina

Kevyt vuosi on hyvä edustamaan etäisyysasteikkoja tähtitiedessä.

Galaktiset etäisyysasteikot

• Tähtitieteellinen yksikkö on suurella tarkkuudella 500 valosekuntia, toisin sanoen valo kulkee Auringosta Maahan noin 500 sekunnissa.

Katso myös

Linkit

1. Kansainvälinen standardointijärjestö. 9.2 Mittayksiköt

Huomautuksia

Wikimedia-säätiö. 2010.

Katso mitä "Valovuosi" on muissa sanakirjoissa:

Ei-systeeminen pituusyksikkö, jota käytetään tähtitiedessä; 1 S. g on yhtä suuri kuin valolla kuljettu matka 1 vuodessa. 1 S. vuosi \u003d 0,3068 parsec \u003d 9.4605 1015 m. Fyysinen tietosanakirja. M .: Neuvostoliiton tietosanakirja. Päätoimittaja A. M. Prokhorov. Fyysinen tietosanakirja

LIGHT YEAR, tähtitieteellisen etäisyyden yksikkö, joka on yhtä suuri kuin etäisyys, jota valo kulkee avoimessa tilassa tai VACUUM-alueella yhdessä trooppisessa vuodessa. Yksi valovuosi on 9,46071012 km ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

VALO VUOSI, tähtitiedessä käytetty pituusyksikkö: valon kulkema polku yhden vuoden aikana, ts. 9,466 × 1012 km. Etäisyys lähimpään tähtiin (Proxima Centaur) on noin 4,3 valovuotta. Galaksian kaukana olevat tähdet sijaitsevat ... Nykyaikainen tietosanakirja

Tähtienvälisen etäisyyden yksikkö; polku, joka valoa kulkee vuodessa, toisin sanoen 9,46 × 1012 km ... Suuri tietosanakirja

Valovuosi - LIGHT YEAR, tähtitiedessä käytetty pituusyksikkö: valon kulkema polku yhden vuoden aikana, ts. Km 9 466 1012. Etäisyys lähimpään tähtiin (Proxima Centaur) on noin 4,3 valovuotta. Galaksian kaukana olevat tähdet sijaitsevat ... Kuvitettu tietosanakirja

Ei-systeeminen pituusyksikkö, jota käytetään tähtitiedessä. 1 valovuosi on etäisyys, jonka valo kulkee yhden vuoden aikana. 1 valovuosi vastaa 9,4605E + 12 km \u003d 0,307 kpl ... Tähtitieteellinen sanakirja

Tähtien välisten etäisyyksien yksikkö; polku, joka valoa kulkee vuodessa, toisin sanoen 9,46 · 1012 km. * * * LIGHT YEAR LIGHT YEAR, yksikkö tähtien välisistä etäisyyksistä; polku, jonka valo kulkee vuodessa, toisin sanoen 9.46X1012 km ... tietosanakirja

Valovuosi on etäisyyden yksikkö, joka on yhtä suuri kuin valon kulkema polku yhdessä vuodessa. Kevyt vuosi on 0,3 ... Käsitteet nykyaikaisesta luonnontieteestä. Perustermien sanasto