Със сигурност, след като сте чули в някой фантастичен екшън израза а-ля „20 до Татуин светлинни години“, задаваха много основателни въпроси. Ще назова някои от тях:

Една година не е ли време?

Тогава какво е светлинна година?

Колко километра има?

Колко време ще отнеме светлинна годинакосмически кораб с Земята?

Реших да посветя днешната си статия на обяснението на значението на тази мерна единица, като я сравнявам с обичайните ни километри и демонстрирам скалите, които Вселената.

Виртуален състезател.

Представете си човек, в нарушение на всички правила, който се втурва по магистралата със скорост от 250 км / ч. За два часа той ще преодолее 500 км, а за четири - цели 1000. Освен ако, разбира се, не катастрофира в процеса ...

Изглежда, че това е скоростта! Но за да обиколи цялото земно кълбо (≈ 40 000 км), нашият ездач ще се нуждае от 40 пъти повече време. И това вече е 4 x 40 = 160 часа. Или почти цяла седмица непрекъснато шофиране!

В крайна сметка обаче няма да кажем, че е изминал 40 000 000 метра. Тъй като мързелът винаги ни е принуждавал да измисляме и използваме по-къси алтернативни мерни единици.

Лимит.

От училищен курс по физика всеки трябва да знае, че най-бързият ездач в Вселената- светлина. За една секунда лъчът му покрива разстояние от приблизително 300 000 км, а земното кълбо ще обиколи за 0,134 секунди. Това е 4 298 507 пъти по-бързо от нашия виртуален състезател!

От Земятапреди лунасветлина достига средно за 1,25 s, до слънцелъчът му ще се втурне след малко повече от 8 минути.

Колосално, нали? Но съществуването на скорости, по-големи от скоростта на светлината, все още не е доказано. Ето защо научният свят реши, че би било логично да се измерват космическите мащаби в единици, които радиовълната преминава през определени интервали от време (каквито е светлината в частност).

Разстояния.

По този начин, светлинна година- нищо повече от разстоянието, което един лъч светлина преодолява за една година. В междузвездни мащаби използването на единици за разстояние, по-малки от това, няма много смисъл. И все пак са. Ето техните приблизителни стойности:

1 светлинна секунда ≈ 300 000 км;

1 светлинна минута ≈ 18 000 000 km;

1 светлинен час ≈ 1 080 000 000 km;

1 светлинен ден ≈ 26 000 000 000 km;

1 светлинна седмица ≈ 181 000 000 000 км;

1 светлинен месец ≈ 790 000 000 000 км.

И сега, за да разберете откъде идват числата, нека изчислим на какво е равно едно светлинна година.

Има 365 дни в годината, 24 часа в денонощието, 60 минути в час и 60 секунди в минута. Така една година се състои от 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 секунди. Светлината изминава 300 000 км за една секунда. Следователно за една година лъчът му ще покрие разстояние от 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km.

Това число се чете така: ДЕВЕТ ТРИЛИОНА, ЧЕТИРИСТОТТ ШЕСТДЕСЕТ МИЛИАРДА И ОСЕМСТТОТ МИЛИОНАкилометри.

Разбира се, точната стойност светлинна годинамалко по-различно от това, което изчислихме. Но когато се описват разстояния до звезди в научнопопулярни статии, по принцип не е необходима най-висока точност и сто или два милиона километра няма да играят особена роля тук.

Сега нека продължим нашите мисловни експерименти...

Везни.

Да приемем, че е модерно космически кораблиста слънчева системас третата космическа скорост (≈ 16,7 km/s). Първият светлинна годинатой ще преодолее след 18 000 години!

4,36 светлинни годинидо най-близката ни звездна система ( Алфа Кентавър, вижте изображението в началото) ще преодолее след около 78 хиляди години!

Нашите галактиката Млечния път, с диаметър приблизително 100 000 светлинни години, ще премине след 1 милиард 780 милиона години.

И до най-близкия до нас галактики, космически кораббързат само след 36 милиарда години ...

Това са баничките. Но на теория дори Вселенатавъзниква само преди 16 милиарда години...

И накрая...

Можете да започнете да се чудите на космическия мащаб, дори без да надхвърляте слънчева системазащото е много голям сам по себе си. Това беше показано много добре и ясно, например, от създателите на проекта Ако беше Лунатасамо 1 пиксел (Ако луната беше само един пиксел): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

С това, може би, ще завърша днешната статия. Всички ваши въпроси, коментари и пожелания са добре дошли в коментарите под него.

Знаете ли защо астрономите не използват светлинната година за изчисляване на разстоянията до далечни обекти в космоса?

Светлинната година е несистемна единица за измерване на разстояния в космическото пространство. Той е повсеместен в популярните книги и учебници по астрономия. В професионалната астрофизика обаче тази фигура се използва изключително рядко и често за определяне на разстояния до близки обекти в космоса. Причината за това е проста: ако определите разстоянието в светлинни години до далечни обекти във Вселената, числото ще бъде толкова огромно, че ще бъде непрактично и неудобно да го използвате за физически и математически изчисления. Следователно, вместо светлинна година, професионалната астрономия използва такава мерна единица като , която е много по-удобна за работа при извършване на сложни математически изчисления.

Определение на термина

Във всеки учебник по астрономия можем да намерим определението на термина "светлина година". Светлинна година е разстоянието, което светлинен лъч изминава за една земна година. Подобно определение може да задоволи любителя, но космологът ще го намери за непълно. Той ще забележи, че една светлинна година не е просто разстоянието, което светлината изминава за една година, а разстоянието, което лъч светлина изминава за 365,25 земни дни във вакуум, без да бъде засегнат от магнитни полета.

Светлинната година е 9,46 трилиона километра. Това е разстоянието, което един лъч светлина изминава за една година. Но как астрономите са постигнали толкова точно определяне на пътя на лъча? Ще говорим за това по-долу.

Как се определя скоростта на светлината?

В древни времена се е смятало, че светлината се разпространява във Вселената моментално. Въпреки това, в началото на седемнадесети век учените започват да се съмняват в това. Галилей беше първият, който се усъмни в предложеното по-горе твърдение. Именно той се опита да определи времето, през което светлинен лъч изминава разстояние от 8 км. Но поради факта, че такова разстояние беше незначително за такава стойност като скоростта на светлината, експериментът завърши неуспешно.

Първата голяма промяна в този въпрос беше наблюдението на известния датски астроном Олаф Рьомер. През 1676 г. той забелязал разликата във времето на едно затъмнение в зависимост от приближаването и отдалечаването на Земята към тях в космическото пространство. Рьомер успешно свърза това наблюдение с факта, че колкото по-далеч се отдалечава Земята, толкова повече време е необходимо на отразената от тях светлина, за да измине разстоянието до нашата планета.

Рьомер улови същността на този факт точно, но не успя да изчисли надеждната стойност на скоростта на светлината. Неговите изчисления били грешни, тъй като през седемнадесети век той не можел да разполага с точни данни за разстоянието от Земята до други планети от Слънчевата система. Тези данни бяха определени малко по-късно.

По-нататъшен напредък в изследванията и определянето на светлинната година

През 1728 г. английският астроном Джеймс Брадли, който открива ефекта на звездната аберация, е първият, който изчислява приблизителната скорост на светлината. Той определи стойността му на 301 хиляди km / s. Но тази стойност беше неточна. По-усъвършенствани методи за изчисляване на скоростта на светлината са произведени независимо от космическите тела - на Земята.

Наблюдения на скоростта на светлината във вакуум с помощта на въртящо се колело и огледало са направени съответно от А. Физо и Л. Фуко. С тяхна помощ физиците успяха да се доближат до реалната стойност на това количество.

Точна скорост на светлината

Учените успяха да определят точната скорост на светлината едва през миналия век. Въз основа на теорията на Максуел за електромагнетизма, използвайки съвременна лазерна технология и изчисления, коригирани за индекса на пречупване на лъчевия поток във въздуха, учените успяха да изчислят точната стойност на скоростта на светлината 299 792,458 km/s. Тази стойност все още се използва от астрономите. Освен това, определянето на светлинния ден, месец и година вече беше въпрос на технология. Чрез прости изчисления учените са получили цифрата от 9,46 трилиона километра - толкова време би било необходимо на лъч светлина да облети по дължината на земната орбита.

Извънсистемна единица за дължина, използвана в астрономията; 1 S. g. е равно на разстоянието, изминато от светлината за 1 година. 1 S. g. \u003d 0,3068 парсек \u003d 9,4605 1015 м. Физически енциклопедичен речник. Москва: Съветска енциклопедия. Главен редактор А. М. Прохоров. ... ... Физическа енциклопедия

СВЕТЛИНА ГОДИНА, единица за астрономическо разстояние, равна на разстоянието, което светлината изминава в открито пространство или във ВАКУУМ за една тропическа година. Една светлинна година е равна на 9,46071012 км... Научно-технически енциклопедичен речник

СВЕТНА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9,466?1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на ... ... Съвременна енциклопедия

Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, тоест 9,46 × 1012 km ... Голям енциклопедичен речник

Светлинна година- СВЕТНА ГОДИНА, единица за дължина, използвана в астрономията: пътят, изминат от светлината за 1 година, т.е. 9,466´1012 км. Разстоянието до най-близката звезда (Проксима Кентавър) е приблизително 4,3 светлинни години. Най-далечните звезди в Галактиката се намират на ... ... Илюстриран енциклопедичен речник

Несистемна единица за дължина, използвана в астрономията. 1 светлинна година е разстоянието, което светлината изминава за 1 година. 1 светлинна година е равна на 9,4605E+12 km = 0,307 бр... Астрономически речник

Единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, тоест 9,46 1012 км. * * * СВЕТНА ГОДИНА СВЕТНА ГОДИНА, единица за междузвездни разстояния; пътят, който светлината изминава за една година, тоест 9,46x1012 km ... енциклопедичен речник

Светлинна година- единица за разстояние, равна на пътя, изминат от светлината за една година. Светлинната година е 0,3 парсека... Концепции на съвременното естествознание. Речник на основните термини

светлинна година- šviesmetis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa за 1 atogrąžinius metus. Размер šm: 1 šm = 9,46073 10¹² km. atitikmenys: engl. светлина… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

светлинна година- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. светлинна година вок. Lichtjahr, n рус. светлинна година, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Книги

• Няма път назад. Комплект от 3 книги, Лукянов Алексей, Наумов Иван Сергеевич. Комплект от 3 книги. 1. "Цунами. Книга първа. Earthshakers" 1999г. Егор и Юся Круглов остават без грижи за възрастни. Нищо добро не им предстои. Инвалидността направи...
• Завладяваща астрономия, Елена Качур. За книгата В новата и дългоочаквана книга Чевостик и чичо Кузя отиват в обсерваторията! Тук те ще имат увлекателно запознанство с небесните тела, които красят нощното ни небе. Заедно с…

Скали за галактически разстояние

Светлинна година ( Св. г., ly) е извънсистемна единица за дължина, равна на разстоянието, изминато от светлината за една година.

По-точно, според дефиницията на Международния астрономически съюз (IAU), светлинна година е равна на разстоянието, което светлината изминава във вакуум, без да бъде засегната от гравитационни полета, за една юлианска година (която по дефиниция е равна на стандарта 365,25 дни от 86 400 SI секунди или 31 557 600 секунди). Именно това определение се препоръчва за използване в научно-популярната литература. В професионалната литература обикновено се използват парсеки и кратни на единици (кило- и мегапарсеки) вместо светлинна година за изразяване на големи разстояния.

Преди (до 1984 г.) светлинна година беше разстоянието, изминато от светлината за една тропическа година, отнесено към епохата 1900.0. Новата дефиниция се различава от старата с около 0,002%. Тъй като тази единица за разстояние не се използва за високоточни измервания, няма практическа разлика между старите и новите дефиниции.

Числови стойности

Светлинна година е:

• 9 460 730 472 580 800 метра (приблизително 9,46 петаметра)
• 63 241 077 астрономически единици (AU)
• 0,306601 парсека

Свързани единици

Следните единици се използват доста рядко, обикновено само в популярни публикации:

• 1 светлинна секунда = 299 792,458 км (точно)
• 1 светлинна минута ≈ 18 милиона км
• 1 светлинен час ≈ 1079 милиона км
• 1 светлинен ден ≈ 26 милиарда км
• 1 светлинна седмица ≈ 181 милиарда км
• 1 светлинен месец ≈ 790 милиарда км

Разстояние в светлинни години

Светлинната година е удобна за качествено представяне на скалите на разстоянието в астрономията.

По един или друг начин в ежедневието си измерваме разстоянията: до най-близкия супермаркет, до къщата на роднини в друг град и т.н. Въпреки това, когато става дума за огромните пространства на космоса, се оказва, че използването на познати стойности ​​​като километри е изключително ирационално. И въпросът тук е не само в трудността на възприемането на получените гигантски стойности, но и в броя на цифрите в тях. Дори писането на толкова много нули ще се превърне в проблем. Например, най-краткото разстояние от Марс до Земята е 55,7 милиона километра. Шест нули! Но червената планета е един от най-близките ни съседи в небето. Как да използваме тромавите числа, които ще се получат при изчисляване на разстоянието дори до най-близките звезди? И точно сега имаме нужда от такава стойност като светлинна година. колко е той? Сега нека го разберем.

Концепцията за светлинна година също е тясно свързана с релативистката физика, в която тясната връзка и взаимна зависимост на пространството и времето се установява в началото на 20 век, когато постулатите на Нютоновата механика рухват. Преди тази стойност на разстоянието, по-големите единици в системата

бяха оформени съвсем просто: всяка следваща беше набор от единици от по-малък порядък (сантиметри, метри, километри и т.н.). В случай на светлинна година разстоянието беше обвързано с времето. Съвременната наука знае, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна. Освен това това е максималната скорост в природата, разрешена в съвременната релативистка физика. Именно тези идеи бяха в основата на новото значение. Светлинната година е равна на разстоянието, което изминава светлинен лъч за една земна календарна година. В километри това е приблизително 9,46 * 10 15 километра. Интересното е, че до най-близката луна фотон изминава разстоянието за 1,3 секунди. До слънцето - около осем минути. Но до следващите най-близки звезди, Алфа, и вече около четири светлинни години.

Просто фантастично разстояние. В астрофизиката има още по-голяма мярка за пространство. Светлинната година е около една трета от парсек, още по-голяма мерна единица за междузвездни разстояния.

Скоростта на разпространение на светлината при различни условия

Между другото, има и такава функция, че фотоните могат да се разпространяват с различни скорости в различни среди. Вече знаем колко бързо летят във вакуум. И когато казват, че една светлинна година е равна на разстоянието, изминато от светлината за една година, те имат предвид точно празно космическо пространство. Интересно е обаче да се отбележи, че при други условия скоростта на светлината може да е по-малка. Например във въздуха фотоните се разпръскват с малко по-ниска скорост, отколкото във вакуум. С коя - зависи от конкретното състояние на атмосферата. По този начин, в среда, пълна с газ, една светлинна година би била малко по-малка. Тя обаче не би се различавала съществено от приетата.