|
|
Proxima Centauri. İşte klasik bir dolgu sorusu. Arkadaşlarına sor Hangisi bize daha yakın?" ve sonra listeyi izle en yakın yıldızlar. Belki Sirius? Alfa orada bir şey mi var? Betelgeuse? Cevap açık - öyle; Dünya'dan yaklaşık 150 milyon kilometre uzakta bulunan devasa bir plazma topu. Soruya açıklık getirelim. Güneşe en yakın yıldız hangisidir? en yakın yıldız Muhtemelen bunu duymuşsunuzdur - sadece 4.37 ışıkyılı uzaklıkta, gökyüzündeki en parlak üçüncü yıldız. Ancak alpha Centauri tek yıldız değil, üç yıldızdan oluşan bir sistemdir. Birincisi, ortak bir ağırlık merkezine ve 80 yıllık bir yörünge periyoduna sahip bir ikili yıldız (ikili yıldız). Alpha Centauri A, Güneş'ten sadece biraz daha büyük ve daha parlak iken, Alpha Centauri B, Güneş'ten biraz daha az kütlelidir. Bu sistemde ayrıca üçüncü bir bileşen var, loş bir kırmızı cüce Proxima Centauri (Proxima Centauri).
Proxima Centauri- işte bu güneşimize en yakın yıldız, sadece 4.24 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Proxima Centauri. Çoklu yıldız sistemi alpha Centauri Sadece güney yarım kürede görülebilen Erboğa takımyıldızında bulunur. Ne yazık ki, bu sistemi görseniz bile, göremeyeceksiniz. Proxima Centauri. Bu yıldız o kadar sönük ki, onu görmek için yeterince güçlü bir teleskopa ihtiyacınız var. Ne kadar uzakta olduğunu öğrenelim Proxima Centauri Bizden. Hakkında düşün. neredeyse 60.000 km / s hızla hareket eder, en hızlısı. 2015 yılında 9 yıl boyunca bu yolu aştı. Ulaşmak için çok hızlı seyahat etmek Proxima Centauri, Yeni Ufuklar 78.000 ışık yılına ihtiyaç duyacak. Proxima Centauri en yakın yıldızdır 32.000 ışıkyılı üzerinde ve bu rekoru 33.000 yıl daha tutacak. Bu yıldızın Dünya'ya olan mesafesinin sadece 3.11 ışıkyılı olacağı yaklaşık 26.700 yıl içinde Güneş'e en yakın yaklaşımını yapacak. 33.000 yıl sonra en yakın yıldız olacak Ross 248. Peki ya kuzey yarımküre? Kuzey yarım kürede yaşayan bizler için en yakın görünen yıldız, Barnard'ın Yıldızı, Yılancı (Yılancı) takımyıldızındaki bir başka kırmızı cüce. Ne yazık ki, Proxima Centauri gibi Barnard'ın Yıldızı da çıplak gözle görülemeyecek kadar loş. 
Barnard'ın Yıldızı. en yakın yıldız kuzey yarım kürede çıplak gözle görebileceğiniz Sirius (Alfa Köpek Binbaşı). Sirius, Güneş'in iki katı büyüklüğünde ve kütlesindedir ve gökyüzündeki en parlak yıldızdır. Büyük Köpek (Büyük Köpek) takımyıldızında 8,6 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bu yıldız, kış aylarında gece gökyüzünde Orion'u kovalayan en ünlü yıldızdır. Gökbilimciler yıldızlara olan mesafeyi nasıl ölçtüler? adlı bir yöntem kullanırlar. Küçük bir deney yapalım. Bir kolunuzu uzunlamasına uzatın ve parmağınızı uzaktaki bir nesne yakında olacak şekilde yerleştirin. Şimdi sırayla her bir gözü açıp kapatın. Farklı gözlerle baktığınızda parmağınızın nasıl ileri geri zıpladığına dikkat edin. Bu paralaks yöntemidir. 
Paralaks. Yıldızlara olan mesafeyi ölçmek için, Dünya'nın yörüngenin bir tarafında olduğu zaman, örneğin yaz aylarında, daha sonra 6 ay sonra Dünya yörüngenin karşı tarafına hareket ettiğinde, yıldıza olan açısını ölçebilirsiniz. ve sonra uzaktaki bir nesneyle karşılaştırıldığında yıldızın açısını ölçün. Yıldız bize yakınsa bu açı ölçülerek mesafe hesaplanabilir. Mesafeyi gerçekten bu şekilde ölçebilirsiniz. yakındaki yıldızlar, ancak bu yöntem yalnızca 100.000 ışıkyılı kadar çalışır. en yakın 20 yıldız İşte en yakın 20 yıldız sisteminin listesi ve ışık yılı cinsinden uzaklıkları. Bazılarının birkaç yıldızı vardır, ancak bunlar aynı sistemin parçasıdır. | Yıldız | Mesafe, st. yıllar |
| alpha Centauri | 4,2
|
| Barnard'ın Yıldızı | 5,9
|
| Kurt 359 (Kurt 359; CN Aslanı) | 7,8
|
| Lalande 21185 (Lalande 21185) | 8,3
|
| Sirius | 8,6
|
| Leuthen 726-8 (Luyten 726-8) | 8,7
|
| Ross 154 (Ros 154) | 9,7
|
| Ross 248 (Ros 248 | 10,3
|
| Epsilon Eridani | 10,5
|
| Lacaille 9352 (Lacaille 9352) | 10,7
|
| Ross 128 (Ros 128) | 10,9
|
| EZ Kova (EZ Kova) | 11,3
|
| Procyon (Procyon) | 11,4
|
| 61 Kuğu | 11,4
|
| Struve 2398 (Struve 2398) | 11,5
|
| Groombridge 34 (Groombridge 34) | 11,6
|
| epsilon hindistan | 11,8
|
| DX Cancri | 11,8
|
| Tau Çeti | 11,9
|
| GJ 106 | 11,9
|
NASA'ya göre, Güneş'ten 17 ışıkyılı yarıçapında 45 yıldız var. Evrende 200 milyardan fazla yıldız var. Bazıları o kadar loş ki, tespit edilmeleri neredeyse imkansız. Belki de yeni teknolojilerle bilim adamları yıldızları bize daha da yakın bulacaklar. Okuduğunuz makalenin başlığı "Güneşe En Yakın Yıldız". |
Elbette, fantastik bir aksiyon filminde “20 to Tatooine” ifadesini duymuş olmak ışık yılları”, birçoğu meşru sorular sordu. Bazılarının isimlerini vereceğim:
Bir yıl bir zaman değil mi?
O zaman ne ışık yılı?
Kaç kilometresi var?
Ne kadar sürer ışık yılı ile uzay gemisi toprak?
Bugünkü makalemi, bu ölçü biriminin anlamını açıklamaya, onu normal kilometrelerimizle karşılaştırmaya ve ölçekleri göstermeye ayırmaya karar verdim. Evren.
Sanal Yarışçı.
Tüm kuralları ihlal eden, otoyol boyunca 250 km / s hızla koşan bir kişi hayal edin. İki saat içinde 500 km'yi ve dörtte 1000'i aşacak. Tabii ki, süreçte çökmediği sürece ...
Görünüşe göre bu hız! Ancak tüm dünyayı dolaşmak için (≈ 40.000 km), binicimizin 40 kat daha fazla zamana ihtiyacı olacak. Ve bu zaten 4 x 40 = 160 saat. Veya neredeyse bir hafta boyunca sürekli sürüş!
Ancak sonuçta 40.000.000 metreyi kat ettiğini söylemeyeceğiz. Tembellik bizi her zaman daha kısa alternatif ölçü birimleri icat etmeye ve kullanmaya zorladığı için.
Sınır.
Bir okul fizik dersinden herkes bilmeli ki en hızlı binici Evren- ışık. Işını bir saniyede yaklaşık 300.000 km, küre ise 0.134 saniyede dolaşacaktır. Bu, sanal yarışçımızdan 4.298.507 kat daha hızlı!
İtibaren toprakönce Ayışık ortalama 1,25 s'de ulaşır, Güneşışını 8 dakikadan biraz fazla bir süre içinde hızlanacaktır.
Devasa, değil mi? Ancak ışık hızından daha büyük hızların varlığı henüz kanıtlanamamıştır. Bu nedenle bilim dünyası, bir radyo dalgasının belirli zaman aralıklarında (özellikle ışığın olduğu) geçtiği birimlerde kozmik ölçekleri ölçmenin mantıklı olacağına karar verdi.
Mesafeler.
Böylece, ışık yılı- bir ışık huzmesinin bir yılda aştığı mesafeden başka bir şey değil. Yıldızlararası ölçeklerde bundan daha küçük uzaklık birimleri kullanmak pek mantıklı değil. Ve yine de öyleler. İşte yaklaşık değerleri:
1 ışık saniyesi ≈ 300.000 km;
1 ışık dakikası ≈ 18.000.000 km;
1 ışık saati ≈ 1.080.000.000 km;
1 ışık günü ≈ 26.000.000.000.000 km;
1 ışık haftası ≈ 181.000.000.000 km;
1 ışık ayı ≈ 790.000.000.000.000 km.
Şimdi sayıların nereden geldiğini anlamanız için birin neye eşit olduğunu hesaplayalım. ışık yılı.
Bir yılda 365 gün, günde 24 saat, saatte 60 dakika ve dakikada 60 saniye vardır. Böylece bir yıl 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 saniyeden oluşur. Işık bir saniyede 300.000 km yol alır. Sonuç olarak, bir yılda ışını 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km mesafeyi kapsayacaktır.
Bu sayı şöyle okunur: DOKUZ TRİLYON, DÖRT YÜZ ALTI MİLYAR SEKİZYÜZ MİLYON kilometre.
Tabii ki, kesin değer ışık yılı hesapladığımızdan biraz farklı. Ancak popüler bilim makalelerinde yıldızlara olan mesafeleri tanımlarken, prensipte en yüksek doğruluk gerekli değildir ve yüz veya iki milyon kilometre burada özel bir rol oynamaz.
Şimdi düşünce deneylerimize devam edelim...
Ölçekler.
modern diyelim uzay gemisi yapraklar Güneş Sistemiüçüncü uzay hızı ile (≈ 16.7 km/s). Öncelikle ışık yılı 18.000 yılda üstesinden gelecek!
4,36 ışık yılları en yakın yıldız sistemimize ( alpha Centauri, baştaki resme bakın) yaklaşık 78 bin yılda üstesinden gelecek!
Bizim Samanyolu galaksisi, yaklaşık 100.000 çapa sahip ışık yılları, 1 milyar 780 milyon yılda geçecek.
Ve güvenli olmayan bir mesafede potansiyel olarak patlayıcı olan kaç yıldız var?
Bir süpernova, bir yıldızın inanılmaz bir patlamasıdır ve neredeyse insanın hayal gücünün sınırlarının ötesindedir. Güneşimiz bir süpernova olarak patlayacak olsaydı, ortaya çıkan şok dalgası muhtemelen tüm Dünya'yı yok etmeyecekti, ancak Dünya'nın Güneş'e bakan tarafı yok olacaktı. Bilim adamları, bir bütün olarak gezegenin sıcaklığının yaklaşık 15 kat artacağına inanıyor. Üstelik Dünya yörüngede kalmayacak.
Güneş'in kütlesindeki ani bir azalma, gezegeni serbest bırakabilir ve onu uzayda gezinmeye gönderebilir. Güneş'e olan mesafenin - 8 ışık dakikası - güvenli olmadığı açıktır. Neyse ki Güneşimiz bir süpernovada patlamaya mahkum bir yıldız değil. Ancak güneş sistemimizin dışındaki diğer yıldızlar olabilir. En yakın güvenli mesafe nedir? Bilimsel literatür, Dünya ile bir süpernova arasındaki en yakın güvenli mesafe olarak 50 ila 100 ışıkyılı gösteriyor.
1987A süpernova kalıntısının Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş optik görüntüsü
Dünyanın yakınında bir süpernova patlarsa ne olur? Güneşimiz dışında, ancak yine de güvenli olmayan bir mesafede bir yıldızın patlamasını düşünelim. Diyelim ki bir süpernova 30 ışıkyılı uzaklıkta. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nde kıdemli gökbilimci olan Dr. Mark Reid şöyle diyor:
“... yaklaşık 30 ışıkyılı uzaklıkta bir süpernova olsaydı, Dünya üzerinde güçlü etkilere, muhtemelen kitlesel yok oluşlara yol açardı. Bir süpernovadan gelen X ışınları ve daha enerjik gama ışınları, bizi güneşin ultraviyole ışınlarından koruyan ozon tabakasını yok edebilir. Ayrıca atmosferdeki nitrojeni ve oksijeni iyonize ederek atmosferde büyük miktarlarda nitroz oksit benzeri duman oluşumuna yol açabilir."
Ayrıca, 30 ışıkyılı uzaklıkta bir süpernova patlayacak olursa, fitoplankton ve resif toplulukları özellikle etkilenecektir. Böyle bir olay, okyanus besin zincirinin tabanını ciddi şekilde tüketir.
Diyelim ki patlama biraz daha uzaktan oldu. Yakındaki bir yıldızın patlaması, Dünya'yı, yüzeyini ve okyanus yaşamını nispeten dokunulmadan bırakabilir. Ancak nispeten yakın herhangi bir patlama, bizi yine de gama ışınları ve diğer yüksek enerjili parçacıklarla "bırakır". Bu radyasyon dünya yaşamında mutasyonlara neden olabilir. Ek olarak, en yakın süpernovanın radyasyonu iklimimizi değiştirebilir.
Bilinen insanlık tarihinde bir süpernovanın bu kadar yakın mesafeden patlamadığı biliniyor. Gözle görülebilen en son süpernova, 1987 yılındaki 1987A süpernovasıydı. Yaklaşık 168.000 ışıkyılı uzaklıktaydı. Bundan önce, gözle görülebilen son flaş, 1604'te Johannes Kepler tarafından kaydedildi. Yaklaşık 20.000 ışıkyılı uzaklıkta, gece gökyüzündeki herhangi bir yıldızdan daha parlak parlıyordu. Bu patlama gün ışığında bile görüldü! Bildiğimiz kadarıyla, bu gözle görülür sonuçlara neden olmadı.
Bize 50 ila 100 ışıkyılı uzaklıktan daha yakın kaç potansiyel süpernova var? Cevap, süpernova türüne bağlıdır. Tip II süpernova, çökmekte olan yaşlanan büyük bir yıldızdır. Dünya'nın 50 ışıkyılı içinde bunu yapacak kadar büyük yıldız yok.
Ancak küçük, soluk beyaz bir cüce yıldızın çökmesinden kaynaklanan Tip I süpernovalar da vardır. Bu yıldızlar loş ve tespit edilmesi zor, bu yüzden etrafta kaç tane olduğundan emin olamayız. Muhtemelen bu yıldızların birkaç yüzü 50 ışıkyılı içindedir.
IK Pegasi A (solda), B (altta, ortada) ve Güneş'in (sağda) göreli boyutları. Yıldız IK Pegasi B, bir süpernova prototipinin rolü için en yakın adaydır. Güneşimizden ve güneş sistemimizden yaklaşık 150 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ikili yıldız sisteminin bir parçasıdır.
Sistemdeki ana yıldız olan IK Pegasi A, Güneşimizden farklı olmayan sıradan bir anakol yıldızıdır. Potansiyel bir Tip I süpernova, başka bir yıldız olan IK Pegasi B, son derece küçük ve yoğun olan devasa bir beyaz cücedir. A yıldızı bir kırmızı deve dönüşmeye başladığında, bir beyaz cüce ile çarpışacağı veya A'nın genişlemiş gaz zarfından madde çekmeye başlayacağı bir yarıçapa büyümesi beklenir.B yıldızı yeterince büyük olduğunda, bir beyaz cüce olarak patlayabilir. süpernova.
Peki ya Betelgeuse? Süpernova tarihinde sıkça bahsedilen bir diğer yıldız, ünlü takımyıldız Orion'un bir parçası olan, gökyüzümüzdeki en parlak yıldızlardan biri olan Betelgeuse'dir. Betelgeuse bir üstdev yıldızdır. Doğası gereği çok parlaktır.
Ancak, bu parlaklığın bir bedeli var. Betelgeuse, gökyüzündeki en ünlü yıldızlardan biridir çünkü bir gün patlayacaktır. Betelgeuse'un muazzam enerjisi, yakıtın (nispeten) hızlı bir şekilde tüketilmesini gerektirir ve aslında Betelgeuse zaten ömrünün sonuna yaklaşıyor. Yakında bir gün (astronomik olarak) yakıtı tükenecek ve ardından muhteşem bir Tip II süpernova patlaması yaşayacak. Bu olduğunda, Betelgeuse haftalarca veya aylarca, belki de dolunay kadar parlak ve güpegündüz görünür hale gelecek.
Ne zaman olacak? Muhtemelen hayatımızda değil, ama kimse kesin olarak bilmiyor. Yarın veya gelecekte bir milyon yıl olabilir. Bu olduğunda, dünyadaki herkes gece gökyüzünde etkileyici bir olaya tanık olacak, ancak dünya hayatı etkilenmeyecek. Bunun nedeni, Betelgeuse'un 430 ışıkyılı uzaklıkta olmasıdır.
Süpernovalar galaksimizde ne sıklıkla patlar? Kimse bilmiyor. Bilim adamları, yüksek enerjili süpernova radyasyonunun karasal türlerde, hatta belki de insanlarda mutasyonlara neden olduğunu öne sürdüler.
Bir tahmine göre, Dünya çevresinde her 15 milyon yılda bir tehlikeli bir süpernova olayı olabilir. Diğer bilim adamları, ortalama olarak, her 240 milyon yılda bir Dünya'nın 10 parsek (33 ışıkyılı) içinde bir süpernova patlaması meydana geldiğini söylüyor. Yani gerçekten bilmediğimizi görüyorsunuz. Ancak bu sayıları birkaç milyon yılla (insanların gezegende var olduğu düşünülen zaman) ve Dünya'nın tam yaşı için dört buçuk milyar yılla karşılaştırabilirsiniz.
Ve eğer yaparsanız, bir süpernovanın Dünya'nın yakınında kesinlikle patlayacağını göreceksiniz - ama muhtemelen insanlığın öngörülebilir geleceğinde değil.
Sevmek( 3
)
Sevmiyorum( 0
)
Işık yılı, birçok kişi tarafından fantastik olarak bilinir. Adı yılın zaman dilimine benzese de yıl aslında zamanı değil mesafeyi ölçer. Bu birim büyük ölçmek için tasarlanmıştır.
Işık yılı, sistemik olmayan bir uzunluk birimidir. Bu, ışığın boşlukta bir yılda kat ettiği mesafedir (365.25 gün veya 31.557.600 saniye).
Bir ışık yılının bir takvim yılı ile karşılaştırılması 1984'ten sonra kullanılmaya başlandı. Ondan önce ışık yılı, ışığın bir tropikal yılda kat ettiği mesafedir.
Tropikal yılın uzunluğu kesin bir değere sahip değildir, çünkü hesaplamaları Güneş'in açısal hızı ile ilgilidir ve bunun için varyasyonlar vardır. Bir ışık yılı için ortalama bir değer alındı.
Tropik ışık yılı ile Jülyen ışık yılı arasındaki hesaplama farkı yüzde 0,02'dir. Ve bu ünite yüksek hassasiyetli ölçümler için kullanılmadığından aralarında pratik bir fark yoktur.
Işık yılı uzunluk olarak popüler bilim literatüründe kullanılmaktadır. Astronomide, büyük mesafeleri ölçmek için sistem dışı başka bir birim daha vardır - parsek. Parsek hesaplaması, dünyanın yörüngesinin ortalama yarıçapına dayanmaktadır. 1 parsek, 3.2616 ışık yılına eşittir.
Hesaplamalar ve mesafeler
Bir ışık yılının hesaplanması, ışık hızıyla doğrudan ilişkilidir. Fizikteki hesaplamalar için genellikle 300.000.000 m/s alınır. Işık hızının tam değeri 299.792.458 m/s'dir. Yani 299.792.458 metre sadece bir ışık saniyesidir!
Aya olan uzaklık yaklaşık 384.400.000 metredir, bu da ışık huzmesinin ayın yüzeyine yaklaşık 1.28 saniyede ulaşacağı anlamına gelir.
Güneş'in Dünya'ya uzaklığı 149.600.000.000'dur.Bu nedenle, bir güneş ışını Dünya'ya 7 dakikadan biraz daha kısa bir sürede çarpar.
Yani bir yılda 31.557.600 saniye vardır. Bu sayıyı bir ışık saniyesine eşit bir mesafeyle çarparak, bir ışıkyılının 9,460,730,472,580,800 metreye eşit olduğunu elde ederiz.
1 milyon ışık yılı sırasıyla 9.460.730.472.580.800.000.000 metreye eşit olacaktır.
Gökbilimcilerin yaklaşık hesaplamalarına göre, galaksimizin çapı yaklaşık 100.000 ışıkyılıdır. Yani Galaksimizin içinde milyonlarca ışık yılı ile ölçülen mesafeler olamaz. Bu sayılar, galaksiler arasındaki mesafeleri ölçmek için geçerlidir.
Dünya'ya en yakın Andromeda galaksisi 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta.
Bugüne kadar, Dünya'dan ölçülebilen en büyük kozmik mesafe, gözlemlenebilir evrenin kenarına olan mesafedir. Yaklaşık 45 milyar ışık yılıdır.
İpucu 2: Kozmik boyutta bir ışık yılı ne kadardır?
"Işık yılı" terimi birçok bilimsel makalede, popüler TV şovlarında, ders kitaplarında ve hatta bilim dünyasından gelen haberlerde bulunur. Bununla birlikte, bazı insanlar bir ışık yılının belirli bir zaman birimi olduğuna inanırlar, ancak aslında mesafe yıllarla da ölçülebilir.
yılda kaç kilometre
"Işık yılı" kavramının anlamını anlamak için öncelikle okul fizik dersini, özellikle ışık hızı ile ilgili bölümü hatırlamanız gerekir. Yani ışığın yerçekimi ve manyetik alanlar, asılı parçacıklar, şeffaf bir ortamın kırılması vb. gibi çeşitli faktörlerden etkilenmediği boşluktaki hızı saniyede 299.792.5 kilometredir. Bu durumda ışığın, insan vizyonuyla algılananlar anlamına geldiği anlaşılmalıdır.
Daha az bilinen mesafe birimleri ışık ayı, hafta, gün, saat, dakika ve saniyedir.
Yeterince uzun bir ışık sonsuz bir miktar olarak kabul edildi ve ışık ışınlarının boşluktaki yaklaşık hızını hesaplayan ilk kişi, 17. yüzyılın ortalarında astronom Olaf Roemer'di. Tabii ki, verileri çok yaklaşıktı, ancak hızın nihai değerini belirleme gerçeği önemlidir. 1970 yılında, ışığın hızı saniyede bir metre olarak belirlendi. Sayaç standardının hatasıyla ilgili sorunlar olduğu için şimdiye kadar daha doğru sonuçlar elde edilmedi. Işık yılı ve diğer mesafeler
Mesafeler çok büyük olduğundan, bunları geleneksel birimlerle ölçmek mantıksız ve elverişsiz olacaktır. Bu düşüncelere dayanarak, özel bir ışık yılı tanıtıldı, yani ışığın Julian yılında kat ettiği mesafe (365,25 güne eşit). Her günün 86.400 saniye içerdiğini düşünürsek, bir yıl içinde bir ışık huzmesinin 9,4 kilometreden birkaç kat daha fazla mesafe kat ettiği hesaplanabilir. Bu değer çok büyük görünüyor, ancak örneğin, Dünya'ya en yakın yıldız olan Proxima Centauri'ye olan mesafe 4.2 yıl ve Samanyolu galaksisinin çapı 100.000 ışık yılını aşıyor, yani yapılabilecek görsel gözlemler şimdi yaklaşık yüz binlerce yıl önce var olan bir resmi görüntüleyin.
Bir ışık demeti, Dünya'dan Ay'a olan mesafeyi yaklaşık bir saniyede kaplar, ancak güneş ışığı gezegenimize sekiz dakikadan fazla ulaşır.
Profesyonel astrofizikte, ışık yılı kavramı nadiren kullanılır. Bilim adamları çoğunlukla parsek ve astronomik birim gibi birimlerle çalışırlar. Bir parsek, Dünya yörüngesinin yarıçapının bir yay saniyelik bir açıyla (bir derecenin 1/3600'ü) görüldüğü hayali bir noktaya olan mesafedir. Yörüngenin ortalama yarıçapına, yani Dünya'dan Güneş'e olan mesafeye astronomik birim denir. Bir parsek yaklaşık 3 ışıkyılı veya 30,8 trilyon kilometredir. Bir astronomik birim yaklaşık olarak 149,6 milyon kilometreye eşittir.
İpucu 3: Bir ışık yılından daha büyük bir mesafe birimi var mı?
Metre, kilometre, mil ve diğer ölçü birimleri Dünya'da başarıyla kullanılmış ve kullanılmaya devam etmektedir. Ancak uzay araştırmaları, yeni uzunluk ölçüleri getirme sorununu gündeme getirdi, çünkü güneş sistemi içinde bile, mesafeyi kilometre cinsinden ölçerken sıfırlarla kafanız karışabilir.
Güneş sistemi içindeki mesafeyi ölçmek için astronomik bir birim oluşturuldu - Güneş ile Dünya arasındaki ortalama mesafeye eşit olan bir mesafe ölçüsü. Ancak, güneş sistemi için bile bu birim pek uygun görünmüyor, bu da iyi bir örnekle gösterilebilir. Küçük bir masanın merkezinin Güneş'e tekabül ettiğini ve astronomik birimin 1 cm olarak alındığını hayal edersek, Oort bulutunu - güneş sisteminin "dış sınırı" olarak belirlemek için - gezegenden uzaklaşmanız gerekir. tablo 0,5 km.
Astronomik birim güneş sistemi için bile yeterince büyük değilse, yıldızlar ve galaksiler arasındaki mesafeleri ölçmek için daha fazla ihtiyaç duyulan diğer birimler.
Işık yılı
Evren ölçeğinde uzaklık ölçü birimi mutlak bir değere dayanmak zorundaydı. Bu ışık hızıdır. En doğru ölçümü 1975'te yapıldı - ışığın hızı 299.792.458 m/s veya 1.079.252.848,8 km/s'dir.
Ölçü birimi, böyle bir hızda hareket eden ışığın, artık olmayan bir dünyevi yılda - 365 Dünya günü - kat ettiği mesafe olarak alındı. Bu birime ışık yılı adı verildi.
Şu anda, ışık yılı, kurgusal olmayan kitaplarda ve bilim kurgu romanlarında bilimsel çalışmalardan daha sık belirtilmektedir. Gökbilimciler genellikle daha büyük bir birim olan parsek kullanırlar.
Parsek ve türevleri
"Parsek" adı "bir yay saniyesinin paralaksı" anlamına gelir. Bir yay saniyesi bir açının ölçü birimidir: bir daire 360 dereceye, bir derece 60 dakikaya, bir dakika 60 saniyeye bölünür. Paralaks, gözlemcinin konumuna bağlı olarak bir cismin gözlenen konumunda meydana gelen değişikliktir. Yıldızların yıllık paralaksına göre, onlara olan mesafe hesaplanır. Bir ayağı dünyanın yörüngesinin yarı ekseni ve hipotenüsün Güneş ile başka bir yıldız arasındaki mesafe olduğu dik açılı bir üçgen hayal edersek, içindeki açının boyutu yıllık paralakstır. bu yıldızın.
Belirli bir mesafede, yıllık paralaks 1 ark saniyeye eşit olacaktır ve bu mesafe parsek adı verilen bir ölçü birimi olarak alınmıştır. Bu birimin uluslararası tanımı pc, Rusça olanı pc'dir.
Bir parsek 30.8568 trilyon km veya 3.2616 ışık yılına eşittir. Ancak, kozmik ölçekler için bu yeterli değildi. Gökbilimciler türetilmiş birimler kullanır: 1000 pc, - 1 milyon pc ve - 1 milyar pc'ye eşittir.
Hayatımızın bir noktasında, her birimiz şu soruyu sorduk: yıldızlara uçmak ne kadar sürer? Bir insan hayatında böyle bir uçuş yapılabilir mi, bu tür uçuşlar günlük hayatın normu haline gelebilir mi? Kimin sorduğuna bağlı olarak bu karmaşık sorunun birçok cevabı var. Bazıları basit, diğerleri daha zor. Kapsamlı bir cevap bulmak için dikkate alınması gereken çok fazla şey var.
Ne yazık ki, böyle bir cevap bulmaya yardımcı olacak gerçek bir tahmin yok ve bu, gelecek bilimcileri ve yıldızlararası seyahat meraklıları için sinir bozucu. Beğenin ya da beğenmeyin, uzay çok büyük (ve karmaşık) ve teknolojimiz hala sınırlı. Ancak "yerli yuva"dan ayrılmaya karar verirsek, galaksimizdeki en yakın yıldız sistemine ulaşmanın birkaç yolu olacak.
Dünyamıza en yakın yıldız, Hertzsprung-Russell "ana dizi" şemasına göre oldukça "ortalama" bir yıldız olan Güneş'tir. Bu, yıldızın çok kararlı olduğu ve gezegenimizde yaşamın gelişmesi için yeterli güneş ışığı sağladığı anlamına gelir. Güneş sistemimizin yakınında yıldızların etrafında dönen başka gezegenler olduğunu biliyoruz ve bu yıldızların çoğu bizimkine benziyor.
Gelecekte, insanlık güneş sisteminden ayrılmak isterse, gidebileceğimiz çok sayıda yıldıza sahip olacağız ve birçoğu yaşam için uygun koşullara sahip olabilir. Ama nereye gidiyoruz ve oraya varmamız ne kadar sürer? Bunların hepsinin sadece spekülasyon olduğunu ve şu anda yıldızlararası seyahat için herhangi bir kılavuz bulunmadığını unutmayın. Pekala, Gagarin'in dediği gibi, gidelim!
Yıldıza ulaşmak
Daha önce belirtildiği gibi, güneş sistemimize en yakın yıldız Proxima Centauri'dir ve bu nedenle yıldızlararası bir görev planlamaya ondan başlamak çok mantıklı. Alpha Centauri üçlü yıldız sisteminin bir parçası olan Proxima, Dünya'dan 4.24 ışıkyılı (1.3 parsek) uzaklıkta yer almaktadır. Alpha Centauri aslında sistemdeki üç yıldızın en parlak yıldızı, Dünya'dan 4,37 ışıkyılı uzaklıkta sıkı bir ikili sistemin parçası - Proxima Centauri (üçünün en sönük olanı) ise 0,13 ışıkyılı uzaklıkta izole edilmiş bir kırmızı cüce. ikili sistemden
Ve yıldızlararası yolculukla ilgili konuşmalar, warp hızlarından ve solucan deliklerinden altuzay sürücülerine kadar her türlü "ışıktan hızlı" (FSL) seyahat düşüncelerini uyandırırken, bu tür teoriler ya oldukça kurgusaldır (Alcubierre sürücüsü gibi) ya da yalnızca bilim kurgu.. Derin uzaya yapılacak herhangi bir görev, nesiller boyunca uzayacaktır.
Peki, uzay yolculuğunun en yavaş biçimlerinden biriyle başlayarak, Proxima Centauri'ye gitmek ne kadar sürer?
Modern yöntemler
Güneş sistemimizdeki mevcut teknolojiler ve bedenler buna dahilse, uzayda seyahat süresini tahmin etme sorunu çok daha basittir. Örneğin, Yeni Ufuklar misyonunun kullandığı teknolojiyi kullanarak, 16 hidrazin monopropellant iticisi Ay'a sadece 8 saat 35 dakikada ulaşabilir.
İyon itiş gücü kullanarak Ay'a hareket eden Avrupa Uzay Ajansı'nın SMART-1 görevi de var. Vesta'ya ulaşmak için Dawn uzay sondası tarafından da kullanılan bu devrim niteliğindeki teknoloji ile SMART-1 görevinin aya ulaşması bir yıl, bir ay ve iki hafta sürdü.
Hızlı roket uzay aracından ekonomik iyon tahrikine kadar, yerel uzayda dolaşmak için birkaç seçeneğimiz var - ayrıca Jüpiter veya Satürn'ü devasa bir yerçekimi sapan olarak kullanabilirsiniz. Ancak biraz daha ileri gitmeyi planlıyorsak, teknolojinin gücünü artırmamız ve yeni fırsatları keşfetmemiz gerekecek.
Olası yöntemlerden bahsettiğimizde, mevcut teknolojileri içeren veya henüz var olmayan ancak teknik olarak uygulanabilir olanlardan bahsediyoruz. Bazıları, göreceğiniz gibi, zaman içinde test edilmiş ve onaylanmıştır, diğerleri ise sorgulanmaya devam etmektedir. Kısacası, en yakın yıldıza bile seyahat etmek için olası, ancak çok zaman alıcı ve finansal olarak pahalı bir senaryoyu temsil ediyorlar.
iyon hareketi
Şimdi en yavaş ve en ekonomik tahrik şekli iyon tahrikidir. Birkaç on yıl önce, iyonik hareket bilim kurgunun konusu olarak kabul edildi. Ancak son yıllarda iyon itici destek teknolojileri teoriden pratiğe geçti ve oldukça başarılı bir şekilde. Avrupa Uzay Ajansı'nın SMART-1 görevi, Dünya'dan 13 aylık spiral harekette Ay'a başarılı bir görev örneğidir.
SMART-1, güneş panelleri tarafından elektrik enerjisinin toplandığı ve Hall etkisi motorlarına güç sağlamak için kullanılan güneş enerjili iyon iticileri kullandı. SMART-1'i Ay'a götürmek için sadece 82 kilogram ksenon yakıtı kullanıldı. 1 kilogram ksenon yakıt, 45 m/s'lik bir delta-V sağlar. Bu son derece verimli bir hareket şeklidir, ancak en hızlısı olmaktan çok uzaktır.
İyon itici teknolojisini kullanan ilk görevlerden biri, 1998'de Comet Borrelli'ye yapılan Deep Space 1 göreviydi. DS1 ayrıca bir xenon iyon motoru kullandı ve 81,5 kg yakıt kullandı. 20 aylık itiş süresinde, DS1 kuyruklu yıldızın yanından geçtiği sırada 56.000 km/s hıza ulaştı.
İyon iticiler, roket teknolojilerinden daha ekonomiktir çünkü itici maddenin birim kütlesi (özgül itici güç) başına itme güçleri çok daha yüksektir. Ancak iyon iticilerin bir uzay aracını önemli hızlara hızlandırması uzun zaman alır ve en yüksek hızlar yakıt desteğine ve güç üretimine bağlıdır.
Bu nedenle, Proxima Centauri görevinde iyon tahriki kullanılıyorsa, motorların güçlü bir enerji kaynağına (nükleer enerji) ve büyük yakıt rezervlerine (geleneksel roketlerden daha az da olsa) sahip olması gerekir. Ancak 81,5 kg ksenon yakıtın 56.000 km / s'ye dönüştüğü (ve başka bir hareket biçimi olmayacağı) varsayımından yola çıkarsanız, hesaplamalar yapabilirsiniz.
Maksimum hızı 56.000 km/s olan Deep Space 1'in Dünya ile Proxima Centauri arasındaki 4.24 ışıkyılı alanını kapsaması 81.000 yıl alacaktır. Zamanla, bu yaklaşık 2700 nesil insandır. Gezegenler arası bir iyon sürüşünün insanlı bir yıldızlararası görev için çok yavaş olacağını söylemek güvenli.
Ancak iyon iticileri daha büyük ve daha güçlüyse (yani iyon çıkış hızı çok daha hızlıysa), tüm 4.24 ışıkyılı boyunca yetecek kadar roket yakıtı varsa, seyahat süresi önemli ölçüde azalacaktır. Ama yine de bir insan ömründen çok daha fazlası olacak.
yerçekimi manevrası
Uzay yolculuğunun en hızlı yolu yerçekimi yardımını kullanmaktır. Bu yöntem, yörüngeyi ve hızı değiştirmek için gezegenin göreceli hareketini (yani yörünge) ve yerçekimini kullanan uzay aracını içerir. Yerçekimi manevraları, özellikle Dünya'yı veya başka bir büyük gezegeni (bir gaz devi gibi) hızlanma için kullanırken son derece yararlı bir uzay uçuşu tekniğidir.
Mariner 10 uzay aracı, Şubat 1974'te Merkür'e doğru hızlanmak için Venüs'ün yerçekimi çekimini kullanarak bu yöntemi kullanan ilk kişi oldu. 1980'lerde, Voyager 1 sondası, yerçekimi manevraları ve 60.000 km / s'ye hızlanma için Satürn ve Jüpiter'i kullandı ve ardından yıldızlararası uzaya çıktı.
1976'da başlayan ve 0.3 AU arasındaki gezegenler arası ortamı keşfetmesi beklenen Helios 2 görevi. e. ve 1 a. e. Güneş'ten, bir yerçekimi manevrası yardımıyla geliştirilen en yüksek hız rekorunu elinde tutuyor. O zaman, Helios 1 (1974'te fırlatıldı) ve Helios 2, Güneş'e en yakın yaklaşma rekorunu elinde tutuyordu. Helios 2, geleneksel bir roket tarafından fırlatıldı ve oldukça uzun bir yörüngeye yerleştirildi.
190 günlük güneş yörüngesinin büyük eksantrikliği (0,54) nedeniyle, Helios 2 günberi noktasında 240.000 km/s'nin üzerinde bir maksimum hıza ulaşmayı başardı. Bu yörünge hızı, yalnızca Güneş'in yerçekimsel çekimi nedeniyle geliştirildi. Teknik olarak, Helios 2'nin perihelion hızı yerçekimi manevrasının sonucu değil, maksimum yörünge hızıydı, ancak araç hala en hızlı insan yapımı nesne rekorunu elinde tutuyor.
Voyager 1, kırmızı cüce Proxima Centauri'ye doğru 60.000 km/s sabit hızla ilerliyor olsaydı, bu mesafeyi kat etmesi 76.000 yıl (veya 2.500'den fazla nesil) alacaktı. Ancak sonda, Helios 2'nin rekor hızına ulaşacak olsaydı - 240.000 km / s sabit hız - 4.243 ışıkyılı seyahat etmek 19.000 yıl (veya 600 nesilden fazla) alacaktı. Pratikte yakın olmasa da önemli ölçüde daha iyi.
EM Sürücü Elektromanyetik Motor
Önerilen başka bir yıldızlararası yolculuk yöntemi, EM Sürücüsü olarak da bilinen rezonans boşluklu RF sürücüsüdür. 2001 yılında, projeyi yürütmek için Satellite Propulsion Research Ltd'yi (SPR) kuran İngiliz bilim adamı Roger Scheuer tarafından önerilen motor, elektromanyetik mikrodalga boşluklarının elektrik enerjisini doğrudan itme kuvvetine dönüştürebileceği fikrine dayanıyor.
Geleneksel elektromanyetik iticiler belirli bir kütleyi (iyonize parçacıklar gibi) itmek için tasarlanırken, bu özel tahrik sistemi kütle tepkisinden bağımsızdır ve yönlendirilmiş radyasyon yaymaz. Genel olarak, bu motor, büyük ölçüde, sistemin momentumunun sabit kaldığı ve yaratılamayacağı veya yok edilemeyeceği, ancak yalnızca zorla değiştirilemeyeceği momentumun korunumu yasasını ihlal ettiği için makul miktarda şüphecilikle karşılandı.
Bununla birlikte, bu teknolojiyle yapılan son deneyler açıkça olumlu sonuçlara yol açmıştır. Temmuz 2014'te, Cleveland, Ohio'daki 50. AIAA/ASME/SAE/ASEE Ortak Tahrik Konferansında, NASA'nın ileri düzey jet bilim adamları, yeni bir elektromanyetik tahrik tasarımını başarıyla test ettiklerini duyurdular.
Nisan 2015'te NASA Eagleworks'teki (Johnson Uzay Merkezi'nin bir parçası) bilim adamları, bu motoru bir boşlukta başarıyla test ettiklerini ve bunun uzayda olası bir uygulamaya işaret edebileceğini söyledi. Aynı yılın Temmuz ayında, Dresden Teknoloji Üniversitesi Uzay Sistemleri Departmanından bir grup bilim adamı, motorun kendi versiyonunu geliştirdi ve somut bir itme gözlemledi.
2010 yılında, Çin, Xi'an'daki Northwestern Politeknik Üniversitesi'nden Profesör Zhuang Yang, EM Drive teknolojisine yönelik araştırmaları hakkında bir dizi makale yayınlamaya başladı. 2012 yılında, yüksek bir güç girişi (2,5 kW) ve 720 mn'lik bir kayıtlı itme bildirdi. Ayrıca 2014 yılında, sistemin çalıştığını gösteren yerleşik termokupllarla dahili sıcaklık ölçümleri de dahil olmak üzere kapsamlı testler gerçekleştirdi.
NASA'nın prototipi (0,4 N/kilowatt'lık bir güç tahmini verildi), elektromanyetik olarak tahrik edilen bir uzay aracının 18 aydan daha kısa bir sürede Plüton'a yolculuk yapabileceğini hesapladı. Bu, gerekli olan 58.000 km / s hızla hareket eden Yeni Ufuklar sondasından altı kat daha azdır.
Kulağa etkileyici geliyor. Ancak bu durumda bile elektromanyetik motorlara sahip gemi 13.000 yıl boyunca Proxima Centauri'ye uçacak. Kapat, ama yine de yeterli değil. Ek olarak, bu teknolojide tüm e'ler noktalanana kadar, kullanımı hakkında konuşmak için çok erken.
Nükleer termal ve nükleer elektrik tahriki
Yıldızlararası uçuş gerçekleştirmek için başka bir olasılık, nükleer motorlarla donatılmış bir uzay aracı kullanmaktır. NASA, onlarca yıldır bu tür seçenekleri araştırıyor. Bir nükleer termal tahrik roketi, reaktördeki hidrojeni ısıtmak için uranyum veya döteryum reaktörleri kullanabilir ve onu iyonize gaza (hidrojen plazma) dönüştürebilir, bu gaz daha sonra roket nozülüne yönlendirilecek ve itme üretecektir.
Nükleer elektrikle çalışan bir füze, ısı ve enerjiyi elektriğe dönüştüren ve daha sonra bir elektrik motoruna güç sağlayan aynı reaktörü içerir. Her iki durumda da roket, tüm modern uzay ajanslarının kullandığı kimyasal iticiler yerine nükleer füzyona veya fisyona dayanacaktır.
Kimyasal motorlarla karşılaştırıldığında, nükleer motorların yadsınamaz avantajları vardır. İlk olarak, itici gaza kıyasla neredeyse sınırsız bir enerji yoğunluğuna sahiptir. Ayrıca bir nükleer motor, kullanılan yakıt miktarına kıyasla daha güçlü bir itiş gücü de üretecektir. Bu, gereken yakıt miktarını ve aynı zamanda belirli bir cihazın ağırlığını ve maliyetini azaltacaktır.
Termal nükleer motorlar henüz uzaya gitmemiş olsa da, prototipleri oluşturuldu ve test edildi ve hatta daha fazlası önerildi.
Yine de, yakıt ekonomisindeki ve özgül itici güçteki avantajlara rağmen, önerilen en iyi nükleer termik motor konseptinin maksimum özgül itme gücü 5000 saniyedir (50 kN s/kg). Nükleer fisyon veya füzyonla çalışan nükleer motorları kullanan NASA bilim adamları, Kızıl Gezegen Dünya'dan 55.000.000 kilometre uzakta olsaydı, sadece 90 gün içinde Mars'a bir uzay aracı getirebilirdi.
Ancak Proxima Centauri'ye yolculuktan bahsediyorsak, bir nükleer roketin ışık hızının önemli bir kısmına hızlanması yüzyıllar alacaktır. O zaman birkaç on yıllık yolculuk ve onlardan sonra hedefe giden yolda daha birçok yüzyıllık yavaşlama gerekecek. Hedefimizden hala 1000 yıl uzaktayız. Gezegenlerarası görevler için iyi olan şey, yıldızlararası görevler için o kadar iyi değil.
