Что значит световых лет
Что такое световой год?
Световой год – это величина, измеряющая расстояние, а не время (как можно предположить из названия). Световой год – это расстояние, которое луч света проходит за один земной год, или 9,5 триллионов километров (6 триллионов миль).
В масштабе Вселенной, измерение расстояний в километрах или милях не очень удобно, поэтому был введён световой год. Точно так же, как вы можете измерить расстояние до продуктового магазина за время, необходимое для того, чтобы доехать до него (“Продуктовый магазин находится в 15 минутах езды”), так и астрономы измеряют расстояние до звёзд за время, которое требуется свету для путешествия к нам. Например, ближайшая к нашему Солнцу звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года.
Как далеко находится световой год?
В отличии от скорости вашего автомобиля, которая может меняться в зависимости от поставленных задач, скорость света постоянна во всей Вселенной и определена с высокой точностью. В вакууме свет движется со скоростью 1 079 252 849 км/ч (670 616 629 миль в час). Чтобы найти расстояние для одного светового года, вы должны умножить эту скорость на количество часов в году (8 766). Результат: один световой год равен 9,5 триллионов километров (5 878 625 370 000 миль). На первый взгляд, это может показаться невероятным расстоянием, но только не в огромных масштабах Вселенной.
Зачем использовать световые годы?
Измерение в километрах или милях в астрономическом масштабе было бы чрезвычайно громоздким и непрактичным. Начиная с нашего космического соседства, ближайшая к нам область звездообразования, туманность Ориона, находится на расстоянии 12 651 000 000 000 000 километров или, проще говоря, 1300 световых лет. Центр нашей галактики находится на расстоянии около 27 000 световых лет. Ближайшая к нам спиральная галактика, галактика Андромеды, находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет. Некоторые из самых отдалённых галактик, которые мы можем видеть, находятся на расстоянии миллиардов световых лет от нас.
Фото галактики Андромеды, обработанное астрономом-любителем. Авторы и права: Ivan Bok / CC BY 4.0.
Измерение в световых годах также позволяет астрономам определить, как далеко назад во времени они заглядывают. Поскольку свету требуется время, чтобы добраться до наших глаз, всё, что мы видим на ночном небе, уже произошло. Другими словами, когда вы наблюдаете что-то на расстоянии 1 светового года, вы видите это так, как оно выглядело ровно год назад. Мы видим галактику Андромеды такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад. Самый отдалённый объект, который мы можем видеть, космический микроволновый фон, также является нашим самым старым образом Вселенной, возникшим сразу после Большого Взрыва около 13,8 миллиардов лет назад.
Альтернативы световым годам
Астрономы также используют парсек в качестве альтернативы световому году. Сокращенно от параллакс-секунда, парсек происходит от использования триангуляции для определения расстояния до звёзд. Точнее говоря, это расстояние до звезды, видимое положение которой смещается на 1 угловую секунду (1/3600 градуса) на небе после того, как Земля совершает половину оборота вокруг Солнца. Одна угловая секунда равна 3,26 световых года.
Подобно градусам, световой год также можно разбить на меньшие единицы: световые часы, световые минуты, световых секунды. Например, Солнце находится на расстоянии более 8 световых минут от Земли, а Луна – чуть более чем в одной световой секунде. Учёные используют эти термины, когда говорят о связи с космическими спутниками или роверами. Из-за конечной скорости света отправка сигнала марсоходу Curiosity на Марс может занять более 20 минут.
Будь то световые годы или парсеки, астрономы будут продолжать использовать их для измерения расстояний в нашей бескрайней Вселенной.
Что такое световой год, сколько это в километрах, сколько световых лет до Солнца и ближайших объектов в космосе, и можно ли измерять время в световых годах
Космическое пространство настолько огромно, что измерять расстояние между объектами, разбросанными на его просторах, используя привычные на Земле километры и мили очень неудобно. Астрономы для этой цели используют световые года. Вопреки присутствию в словосочетании слова “года” – это единица расстояния, а не времени.
Световой год: общие сведения
Астрономический световой год – действительно большая величина, которую невозможно использовать в масштабах нашей планеты: даже расстояние от Солнца до Земли равно всего лишь 8 световым минутам, а до Луны – 1,25 световым секундам. Но обо всем по порядку.
Представьте, что вы вышли из дома (пункт А) и направились в магазин (пункт Б). Вы все время двигались с одной постоянной скоростью – 4 км/ч, и, так как расстояние до пункта Б – ровно 4 км, добрались до него за 1 час.
Эту дистанцию справедливо было бы назвать “человеческим часом”, но в реальной жизни человек не может двигаться с неизменной скоростью, поэтому использовать такую единицу измерения расстояния мы не можем. Однако луч света, согласно современным научным представлениям, в условиях вакуума перемещается с одинаковой скоростью на любом отрезке своего пути.
Это постоянство позволяет измерять преодолеваемое им расстояние, используя время, за которое луч перемещается. Дистанция, преодоленная светом за минуту, именуется световой минутой, за час – световым часом и так далее.
Действительно большие расстояния астрономы считают в световых годах. Это дистанция между двумя точками в космическом пространстве, которую свет, движущийся с постоянной скоростью, преодолевает ровно за 1 земной год, измеряемый по юлианскому календарю (без високосных годов, то есть приблизительно 365 с четвертью суток).
До 1984 года применялся тропический (солнечный) год – период, за который Солнце совершает полный цикл смены времен года. 1 световой год – внесистемная единица для международной системы СИ.
Скорость света
Сегодняшняя наука под скоростью света подразумевает скорость, с которой световые волны распространяются в вакууме. Она равна 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч и считается предельной для перемещения физических частиц.
Как определили скорость света
Со времен античности царило представление о том, что свет распространяется в пространстве мгновенно. Впервые в этом постулате засомневался итальянский ученый Галилео Галилей, а первым кто измерил величину скорости света оказался датский астроном Олаф Ремер, в 1676 году.
Он обратил внимание на временной промежуток между затмениями спутников Юпитера, который уменьшался с уменьшением расстояния между Землей и крупнейшей планетой Солнечной системы. Первое измерение скорости света подарило научному миру значение – 214 000 км/с. Причиной большой разницы с современной цифрой стали неточности в измерении расстояний между планетами в 1600-х годах.
Приблизился к сегодняшнему значению скорости света английский астроном Джеймс Бредли, наблюдая за изменением видимого положения звезды из-за вращения Земли вокруг Солнца. В 1728 году он получил цифру 301 000 км/с.
В земных условиях скорость света впервые измерил французский физик Арман Физо в 1849 году. Он отразил от зеркала луч света, который проходил расстояние 8 км и падал на вращающееся колесо с зубцами, и получил 315 000 км/с.
Позднее его соотечественник, Леон Фуко, усовершенствовав эксперимент, добился значения в 298 000 км/с.
Спустя множество десятилетий и немалое количество экспериментов окончательная фундаментальная постоянная скорости света в вакууме была принята в 1983 году на генеральной конференции по мерам и весам.
Чему равен 1 световой год в километрах
Для расчета величины чему один световой год равен в километрах необходимо выяснить, сколько в земном году часов. Так как все годы на самом деле равны и имеют 365,25 суток (приблизительно), умножим 365,25 на 24 часа. Результат – 8766 часов.
Теперь остается только умножить скорость света, измеряемую в км/ч на 8766 часов. Получается 9,46 триллионов км. То есть для преодоления такого расстояния, двигаясь с постоянной скоростью 100 км/ч, понадобится около 11 миллионов лет, а со скоростью движения МКС (8 км/с) для преодоления 1 светового года понадобится 37,5 тысяч лет.
Примерно столько же, согласно археологическим данным, существует человек современного типа.
Реже используемые единицы:
Иногда встречается вопрос – сколько земных лет в световом году? Разумеется, нисколько, так как земной год – это отрезок времени, а световой – единица измерения расстояния.
Можно посчитать, за сколько лет наша планета проходит по орбите вокруг Солнца расстояние, равное 1 световому году, продолжая двигаться со средней скоростью 29, 765 км/с. Получится, что такое прохождение займет около 10 тысяч лет.
Но нельзя сказать, что столько земных лет в одном световом, по упомянутой выше причине.
Зачем использовать световые годы
Самая близкая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года. Остальные звезды, видимые невооруженным глазом на ночном небе расположены еще дальше – в десятках, сотнях и тысячах световых лет.
Возможно, некоторых из них уже не существует, и мы до сих пор наблюдаем лишь свет, который путешествуя с такой огромной скоростью, продолжает лететь к нам. И звезда, исчезнувшая сто лет назад еще 100 лет будет продолжать светиться на земном небе.
Использование километров или миль в данном случае нецелесообразно и подходит только для измерения дистанций в ближнем космосе. Например, свет от Солнца до Земли долетает за 8 минут, что примерно равно 150 млн. км. А расстояние до Луны – менее 400 тыс. км. что немногим более 1 световой секунды.
Альтернативы световым годам
Несмотря на огромное значение, световой год тоже бывает мал для измерения гигантских дистанций между объектами Вселенной. Поэтому часто астрономы пользуются парсеками, также не входящими в международную систему величин. 1 парсек примерно равен 3,26 световым годам или 30,857 трлн. км.
Примеры расстояний в световых годах
Чтобы представить, что такое световой год практически, вот лишь некоторые из расстояний во Вселенной, измеренных этой величиной:
Таким образом, современные технологии позволяют человеку в течение всей его жизни заглянуть только лишь за пределы Солнечной Системы. Красотами далеких звезд и туманностей остается любоваться в телескоп либо изучая снимки, полученные с космических аппаратов.
Что такое световой год и чему он равен?
Космические расстояния слабо поддаются измерению в обычных метрах и километрах, поэтому астрономы используют в своей работе другие физические единицы. Одна из них носит название световой год.
Многие любители фантастики хорошо знакомы с этим понятием, поскольку оно часто встречается в фильмах и книгах. Но не каждый знает, чему равен световой год. А некоторые и вовсе думают, что он аналогичен обычному годовому исчислению времени.
Что такое световой год?
В действительности световой год – это не временная единица, как можно было бы предположить. Это единица длины, применяемая в астрономии. Под ней понимают расстояние, преодолеваемое светом за один год.
Обычно ее применяют в астрономических учебниках или научно-популярной фантастике для определения длин в пределах Солнечной системы. Для более точных математических расчетов за основу берут другую единицу – парсек.
Как измеряют световой год?
Появление светового года в астрономии было связано с развитием звездных наук и необходимостью использовать параметры, сопоставимые с масштабами космоса. Понятие ввели спустя несколько лет после первого успешного измерения расстояния от Солнца до звезды 61 Лебедя в 1838 году.
Изначально световым годом называли расстояние, проходимое светом за один тропический год. То есть за отрезок времени, равный полному циклу смены сезонов. Однако с 1984-го за основу стали брать юлианский год (365,25 дня).
Как определяется скорость света?
Чтобы рассчитать световой год, исследователям пришлось сначала определить скорость света. Когда-то астрономы полагали, что распространение лучей в космосе происходит мгновенно. Но в XVII веке подобное заключение начало вызывать сомнения.
Первые попытки сделать расчеты предпринял Галилео Галлилей. Он решил вычислить время, за которое свет преодолевает 8 км. Его исследования не увенчались успехом. Рассчитать примерную величину удалось Джеймсу Бредли в 1728 году, определившему значение скорости в 301 тысячу км/с.
Какова скорость света?
Несмотря на то что Бредли произвел достаточно верные расчеты, определить точную скорость смогли лишь в XX столетии. Для этого использовали современные лазерные технологии. Совершенное оборудование позволило сделать расчеты с поправкой на коэффициент преломления лучей. В результате эта величина составила 299 792,458 километров в секунду.
Кстати, данными цифрами астрономы оперируют по сей день. В дальнейшем нехитрые вычисления помогли с точностью установить время, которое лучам необходимо на облет орбиты земного шара без воздействия на них гравитационных полей.
Хотя скорость света не сопоставима с земными расстояниями, ее использование при вычислениях объясняется тем, что люди привыкли мыслить «земными» категориями.
Чему равен световой год?
Если принять во внимание, что световая секунда равняется 299 792 458 метров, легко подсчитать, что за минуту свет преодолевает 17 987 547 480 метров. Как правило, эти данные астрофизики применяют для измерения расстояний внутри планетарных систем.
Для изучения небесных тел в масштабах Вселенной гораздо удобнее брать за основу световой год. Он равняется 9,460 триллионов километров или 0,306 парсек. Кстати, наблюдение за космическими телами является единственным случаем, когда человек может воочию видеть прошлое.
Чтобы свет, испускаемый какой-нибудь далекой звездой, достиг Земли, требуются многие годы. По этой причине, наблюдая за космическими объектами, вы видим их не такими, какими они являются в данный момент, а какими они были в момент излучения света.
Примеры расстояний в световых годах
Благодаря возможности исчислять скорость света, астрономы сумели вычислить расстояние в световых годах до многих небесных тел. Например, расстояние от нашей планеты до Луны составляет 1,3 световых секунды. До Проксима Центавра – 4,2 световых года, до туманности Андромеды – 2,5 миллиона световых лет.
Расстояние между Солнцем и центром нашей галактики лучи проходят примерно за 26 тысяч световых лет. А расстояние между Солнцем и планетой Плутон – за 5 световых часов.
Световой год
Исследуя собственную планету, на протяжении сотен лет люди изобретали все новые и новые системы для измерения отрезков расстояния. В итоге было решено считать универсальной единицей длины один метр, а большой путь измерять в километрах.
Но наступивший двадцатый век поставил перед человечеством новую проблему. Люди начали внимательно изучать космос — и оказалось, что просторы Вселенной необъятны настолько, что километры здесь просто не годятся. В привычных единицах еще можно выразить расстояние от Земли до Луны или от Земли до Марса. Но вот если пытаться определить, на сколько километров отстоит от нашей планеты ближайшая звезда, цифра «обрастает» невообразимым количеством знаков после запятой.
Чему равен 1 световой год?
Из всех звезд ближе всего к нам находится Проксима Центавра — она удалена «всего лишь» на 4,22 световых года. Конечно, в пересчете на километры цифра получится невообразимо огромной. Однако все познается в сравнении — если учитывать, что ближайшая галактика под названием Андромеда отстоит от Млечного Пути на целых 2,5 миллиона световых лет, вышеупомянутая звезда и правда начинает казаться очень близкой соседкой.
Кстати, использование световых лет помогает ученым понять, в каких уголках Вселенной имеет смысл искать разумную жизнь, а куда посылать радиосигналы совершенно бесполезно. Ведь скорость радиосигнала аналогична скорости света — соответственно, приветствие, отправленное в сторону далекой галактики, достигнет цели лишь через миллионы лет. Ответа разумнее ждать от более близких «соседей» — объектов, гипотетические ответные сигналы которых доберутся до земных аппаратов хотя бы в течение жизни человека.
1 световой год это сколько земных лет?
Широко распространено ошибочное мнение, что световой год является единицей измерения времени. На самом деле, это не так. Термин не имеет никакого отношения к земным годам, никак с ними не соотносится и обозначает исключительно расстояние, которое свет проходит за один земной год.
Световой год
В астрономической науке широкое распространение получило такое понятие, как световой год. Он имеет своё определение и характеристики, а также обладает удивительной историей. Все эти моменты будут освещены в материале.
Определение понятия
Традиционно световой год представляет собой не что иное, как единицу, применяемую для изменения дистанции в астрономической практике. Это расстояние, проходимое электромагнитными волнами в вакуумной среде без влияния полей гравитации в рамках одного юлианского года. Термин обширно используется в астрономической системе.
Если принимать во внимание определение, предоставленное МАС, под световым годом понимается дистанция представляющая огромную величину.
Говоря простыми словами, сколько км один световой год, это значение составляет 9 460 730 472 580 800 метров.
До 1984 г. под световым годом понималось расстояние, которое свет проходил всего за 1 тропический год. Новое определение имеет разумное отличие в 0,002%.
В целях организации измерений высокой точности световой год используется крайне редко. В связи с данным обстоятельством различий между прежним и нынешним определением практически не имеется. В профессиональных литературных источниках для выражения внушительных расстояний нередко применяются парсеки, а также кратные единицы.
Краткая историческая справка
Рассматривая такое интересное понятие, как световой год, нельзя не упомянуть о его истории. Первое упоминание о нём датируется 19-м столетием, первой половиной. Человеком, которому удалось определить расстояние до светила 61 Лебедь в 600 тыс. астрономических единиц, довелось также отметить факт прохождение света этой дистанции на 10^3 года. Что касается самого термина, он возник в 1851 году в статье немецкого автора по имени Отто Уле.
Некоторые отметки сделаны современником Адольфом Дистервегом, который издал популярную книгу по астрономии. Он отмечал, что сам по себе термин непонятен. Так, в 1868 году научный журнал в Англии содержал информацию о том, что данная единица используется немцами. В свою очередь, Артур Эддингтон в 1941 году в рамках своей монографии отметил, что световой год – это не совсем удобная единица.
Нюансы определения скорости света
Какое-то время назад, по крайней мере, в глубокой древности, считалось, что распространение световых источников в пределах Вселенной происходит моментально. Тем не менее, с 17-го столетия учёные стали массово сомневаться в правильности этого утверждения. Первым таким экспертом стал Галилей. Именно ему удалось попытаться определить время, на протяжении которого световой луч проходит дистанцию в 8 километров. Но по той простой причине, что расстояние невелико, эксперимент «провалился».
Более детально исследовать световой год и даже получить кое-какие сдвиги в данном направлении удалось Олафу Ремеру – астроному из Дании. Проводя исследования, в 1676 году он заметил, что в процессе, когда происходит затмение спутников Юпитера, в зависимости от того, приближается к ним Земля или отдаляется, наблюдаются различия. Данная гипотеза была связана учёным с любопытным фактом: чем дальше происходит удаление планеты Земля от планеты Юпитер, тем в большем количестве времени нуждается свет, чтобы преодолеть дистанцию.
Суть этого феномена была на 100% уловлена и даже подтверждена научно. Однако определить точную величину, которую имеет скорость света, к сожалению, не получилось. Дело в том, что подсчёты эксперта были неверными по той простой причине, что в 17-м столетии он просто-напросто не мог владеть точными сведениями о расстоянии между нашей планетой и прочими объектами, входящими в состав Солнечной системы. Зато определить эти данные удалось позднее.
Дальнейший прогресс в исследовательской практике
На этом исследования такого феномена, как световой год, не прекратились, а наоборот, продолжились более активно. Так, в 1728 году астроном из Англии по имени Джеймс Брэдли смог заметить тот факт, что для светил характерна аберрация, а также вычислить более-менее точную скорость света – 301 тысяч километров в секунду. Однако нет официального доказательства того факта, что данное значение точное. Зато впоследствии появились более прогрессивные способы определения скорости светового потока.
Активные наблюдения проводил Л. Фуко, а также А. Физо. Первый учёный использовал зеркало, второй – колесо, которое вращается. С помощью этих методик учёные смогли приблизиться к более реальному параметру.
Точная скорость движения светового потока
Определить её удалось, но произошло это значительно позже в сравнении со временем проведения предыдущих исследований. Для решения поставленной задачи была использована теория электромагнетизма Максвелла, а также прогрессивная лазерная техника вычислений. Во внимание принималось коэффициентное значение преломления потока в воздухе. Учёные смогли получить точное значение, которое применяется в астрономической практике и сегодня. Что касается выявления светового дня, месяца и года, эти вопросы были сняты достаточно быстро, за счёт использования специальной формулы.
Таким образом, мы узнали сколько км один световой год – достаточно большая величина. Определить её точное значение учёным удалось только в 20-м столетии. Тем не менее, несмотря на прогресс, исследовательские мероприятия по-прежнему продолжаются.