1 светлинна година е равна на земните години. Светлинна година и космически мащаби

Знаете ли защо астрономите не използват светлинната година за изчисляване на разстоянията до отдалечени 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 цифра 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

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

Една светлинна година е 9,46 трилиона километра. Това е разстоянието, което един светлинен лъч 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 древността се е смятало, че светлината се разпространява във Вселената моментално. Въпреки това, започвайки през 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 е незначително за такава стойност като скоростта на светлината, експериментът завършва с неуспех.

Първата голяма промяна в този въпрос беше наблюдението на известния датски астроном Олаф Рьомер. През 1676 г. той забеляза разликата във времето на затъмнение в зависимост от приближаването и отдалечаването на Земята към тях в открития космос. Рьомър успешно свързва това наблюдение с факта, че колкото повече се отдалечава Земята, толкова повече време отнема на отразената от тях светлина да измине разстоянието до нашата планета.

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

Допълнителен 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 км / сек. Но тази стойност беше неточна. По-напреднали методи за изчисляване на скоростта на светлината са произведени независимо от космическите тела - на Земята.

Наблюденията 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 получиха цифрата от 9,46 трилиона километра - толкова време ще отнеме на един светлинен лъч да облети дължината на земната орбита.

По един или друг начин, в ежедневието си ние измерваме разстояния: до най-близкия супермаркет, до къщата на роднини в друг град, до и т.н. Въпреки това, когато става въпрос за необятните пространства на космоса, се оказва, че използването на познати стойности като километри е изключително ирационално. И въпросът тук е не само в трудността да се възприемат получените гигантски стойности, но и в броя на цифрите в тях. Дори писането на толкова много нули ще стане проблем. Например най-късото 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 е тясно свързана и с релативистката физика, в която тясната връзка и взаимната зависимост на пространството и времето е установена в началото на 20 век, когато постулатите на Нютоновата механика се сриват. Преди тази стойност на разстоянието, по-големите единици в системата

бяха формирани 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. Една светлинна година е равна на разстоянието, което един светлинен лъч изминава за една земна календарна година. В километри това е приблизително 9,46 * 10 15 километра. Интересното е, че до най-близката луна един 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. Една светлинна 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 характеристика, че фотоните могат да се разпространяват с различна скорост 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 празното космическо пространство. Въпреки това е интересно да се отбележи, че при други условия скоростта на светлината може да бъде по-малка. Например във въздуха фотоните се разпръскват с малко по-ниска скорост, отколкото във вакуум. С кое - зависи от конкретното състояние на атмосферата. По този начин в среда, пълна с газ, една светлинна година би била малко по-малка. То обаче не би се различавало съществено от приетото.

Конвертор на дължина и разстояние Конвертор на маса Конвертор на обемна храна и храна Конвертор на площ Конвертор на единици за обем и рецепта Конвертор на температура Конвертор на налягане, напрежение, модул на Йънг Конвертор на енергия и работа Конвертор на мощност Конвертор на сила Конвертор на време Конвертор на линейна скорост Конвертор на плосък ъгъл Конвертор на топлинна ефективност и горивна ефективност на числата в различни бройни системи Преобразувател на единици за измерване на количество информация Валутни курсове Размери на дамско облекло и обувки Размери на мъжко облекло и обувки Преобразувател на ъглова скорост и честота на въртене Преобразувател на ускорение Преобразувател на ъглово ускорение Преобразувател на плътност Преобразувател на специфичен обем Преобразувател на инерционен момент Момент на преобразувател на сила Преобразувател на въртящ момент Преобразувател на специфична калоричност (по маса) Преобразувател на енергийна плътност и специфична калоричност на горивото (по обем) Преобразувател на температурна разлика Преобразувател на коефициенти Коефициент на термично разширение Конвертор на термично съпротивление Конвертор на топлопроводимост Конвертор на специфичен топлинен капацитет Конвертор на енергийно излагане и лъчиста мощност Конвертор на топлинен поток Конвертор на плътност на топлопреминаващ коефициент Конвертор на обемен дебит Конвертор на масов дебит Конвертор на моларен дебит Конвертор на масов поток Преобразувател на плътност на моларна концентрация Конвертор на кинематичен вискозитет Конвертор на повърхностно напрежение на парите Преобразувател на паропропускливостта и скоростта на пренос на парите Конвертор на нивото на звука Конвертор на чувствителността на микрофона Конвертор на нивото на звуковото налягане (SPL) Конвертор на нивото на звуковото налягане с избираемо референтно налягане Конвертор на яркостта Конвертор на интензитета на светлината Конвертор на осветеността Конвертор на компютърната разделителна способност Графика на честотата и дължината на вълната Конвертор на мощността в диоптър x и фокусно разстояние Диоптрична мощност и увеличение на обектива (×) Преобразувател на електричен заряд Линеен преобразувател на плътност на заряда Преобразувател на плътност на повърхностния заряд Преобразувател на обемна плътност на заряда Преобразувател на електрически ток Преобразувател на линейна плътност на тока Преобразувател на повърхностна плътност на тока Преобразувател на напрежение на електрическо поле Преобразувател на електростатичен потенциал и напрежение Преобразувател Електрическо съпротивление Преобразувател на електрическо съпротивление Преобразувател на електрическа проводимост Преобразувател на електрическа проводимост Конвертор на индуктивност на капацитет US Wire Gauge Converter Нива в dBm (dBm или dBmW), dBV (dBV), ватове и др. единици Преобразувател на магнитодвижеща сила Преобразувател на силата на магнитното поле Преобразувател на магнитен поток Преобразувател на магнитна индукция Излъчване. Преобразувател на мощността на погълнатата доза йонизиращо лъчение Радиоактивност. Преобразувател на радиоактивен разпад Радиация. Преобразувател на експозиционна доза радиация. Конвертор на погълнатата доза Конвертор на десетични префикси Пренос на данни Типографски и преобразувател на единици за обработка на изображения Конвертор на единици за обем дървен материал Преобразувател на единици Изчисляване на моларна маса Периодична таблица на химичните елементи от Д. И. Менделеев

1 километър [km] = 1,0570008340247E-13 светлинна година [Св. G.]

Първоначална стойност

Преобразувана стойност

метър екзаметър петаметър тераметър гигаметър мегаметър километър хектометър декаметър дециметър сантиметър милиметър микрометър микрон нанометър пикометър фемтометър атометър мегапарсек килопарсек парсек светлинна година астрономическа единица (международна) миля (статут) миля (САЩ, геодезическа) миля (римска) 1000 ярда фарлонг фарлонг (САЩ, геодезичен ) верига верига (САЩ, геодезически) въже (англ. rope) род род (САЩ, геодезически) перч поле (англ. . полюс) фатом фатом (САЩ, геодезически) лакът ярд фут фут (САЩ, геодезически) връзка връзка (САЩ, геодезически) лакът (брит.) размах на ръката пръст нокът инч инч (САЩ, геодезически) ечемичен зърно (англ. barleycorn) хилядна от микроинча ангстрьом единица за атомна дължина х-единица ферми арпан запояване типографска точка twip лакът (шведски) фатом (шведски) калибър centiinch ken arshin actus (O.R.) vara de tarea vara conu quera vara castellana лакът (гръцки) дълга тръстика тръстика дълъг лакът длан "пръст" дължина на Планк класически електронен радиус Радиус на Бор екваториален радиус на Земята полярен радиус на Земята разстояние от Земята до Слънцето радиус на Слънцето светлина наносекунда светлина микросекунда светлина милисекунда светлина втори светлинен час светлинни дни светлинна седмица Милиард светлинни години Разстояние от Земята до Луната Дължини на кабела (международни) Дължини на кабела (Великобритания) Дължини на кабела (САЩ) морска миля (САЩ) светлина минута стелаж единица хоризонтална стъпка цицерон пиксел линия инч ( руски) vershok педя фут фатом наклонен фатом верста граница верста

Преобразувайте футове и инчове в метри и обратно

крак инч

Специфичен разход на гориво

Повече за дължината и разстоянието

Главна информация

Дължината е най-голямата мярка на тялото. В три измерения дължината обикновено се измерва хоризонтално.

Разстоянието е мярка за това колко далеч са две тела едно от друго.

Измерване на разстояние и дължина

Единици за разстояние и дължина

В системата SI дължината се измерва в метри. Производни величини като километър (1000 метра) и сантиметър (1/100 метър) също се използват широко в метричната система. В страни, които не използват метричната система, като САЩ и Обединеното кралство, се използват единици като инчове, футове и мили.

Дистанция по физика и биология

В биологията и физиката дължините често се измерват много по-малко от един милиметър. За това е приета специална стойност, микрометър. Един микрометър е равен на 1×10⁻⁶ метра. В биологията микрометрите измерват размера на микроорганизмите и клетките, а във физиката дължината на инфрачервеното електромагнитно излъчване. Микрометърът се нарича още микрон и понякога, особено в английската литература, се обозначава с гръцката буква µ. Други производни на измервателния уред също са широко използвани: нанометри (1×10⁻⁹ метра), пикометри (1×10⁻¹² метра), фемтометри (1×10⁻¹⁵ метра) и атомери (1×10⁻¹⁸ метра) .

Разстояние в навигацията

Доставката използва морски мили. Една морска миля е равна на 1852 метра. Първоначално се измерва като дъга от една минута по меридиана, т.е. 1/(60 × 180) от меридиана. Това направи изчисленията на географската ширина по-лесни, тъй като 60 морски мили се равняват на един градус географска ширина. Когато разстоянието се измерва в морски мили, скоростта често се измерва в морски възли. Един възел е равен на една морска миля на час.

разстояние в астрономията

В астрономията се измерват дълги разстояния, така че са приети специални количества за улесняване на изчисленията.

астрономическа единица(au, au) е равно на 149 597 870 700 метра. Стойността на една астрономическа единица е константа, тоест постоянна стойност. Общоприето е, че Земята се намира на разстояние една астрономическа единица от Слънцето.

Светлинна годинасе равнява на 10 000 000 000 000 или 10¹³ километра. Това е разстоянието, което светлината изминава във вакуум за една юлианска година. Тази стойност се използва в научно-популярната литература по-често, отколкото във физиката и астрономията.

Парсекприблизително равно на 30 856 775 814 671 900 метра или приблизително 3,09 × 10¹³ километра. Един парсек е разстоянието от Слънцето до друг астрономически обект, като планета, звезда, луна или астероид, с ъгъл от една дъгова секунда. Една дъгова секунда е 1/3600 от градуса, или около 4,8481368 mrad в радиани. Парсек може да се изчисли с помощта на паралакс - ефектът от видима промяна в позицията на тялото в зависимост от точката на наблюдение. По време на измерванията сегмент E1A2 (на илюстрацията) се полага от Земята (точка E1) към звезда или друг астрономически обект (точка A2). Шест месеца по-късно, когато Слънцето е от другата страна на Земята, се начертава нов сегмент E2A1 от новата позиция на Земята (точка E2) до новата позиция в пространството на същия астрономически обект (точка A1). В този случай Слънцето ще бъде в пресечната точка на тези два сегмента, в точка S. Дължината на всеки от сегментите E1S и E2S е равна на една астрономическа единица. Ако отложим отсечката през точката S, перпендикулярна на E1E2, тя ще премине през пресечната точка на отсечките E1A2 и E2A1, I. Разстоянието от Слънцето до точка I е отсечката SI, то е равно на един парсек, когато ъгълът между отсечките A1I и A2I е две дъгови секунди.

На изображението:

A1, A2: видима звездна позиция
E1, E2: Позиция на Земята
S: позиция на слънцето
I: точка на пресичане
IS = 1 парсек
∠P или ∠XIA2: ъгъл на паралакс
∠P = 1 дъгова секунда

Други звена

лига- остаряла единица за дължина, използвана по-рано в много страни. Все още се използва на някои места, като полуостров Юкатан и селските райони на Мексико. Това е разстоянието, което човек изминава за един час. Морска лига - три морски мили, приблизително 5,6 километра. Лъжа - единица, приблизително равна на лигата. На английски и лигите, и лигите се наричат еднакво, лига. В литературата лигата понякога се среща в заглавията на книги, като например "20 000 левги под водата" - известният роман на Жул Верн.

Лакът- стара стойност, равна на разстоянието от върха на средния пръст до лакътя. Тази ценност е била широко разпространена в древния свят, през Средновековието и до съвремието.

Дворизползва се в британската имперска система и е равно на три фута или 0,9144 метра. В някои страни, като Канада, където е приета метричната система, ярдовете се използват за измерване на тъканта и дължината на плувни басейни и спортни игрища и площадки, като голф и футболни игрища.

Определение на измервателния уред

Дефиницията на измервателния уред се променя няколко пъти. Метърът първоначално е определен като 1/10 000 000 от разстоянието от Северния полюс до екватора. По-късно метърът е равен на дължината на платинено-иридиевия стандарт. По-късно метърът беше приравнен към дължината на вълната на оранжевата линия на електромагнитния спектър на атома криптон ⁸⁶Kr във вакуум, умножена по 1 650 763,73. Днес един метър се определя като разстоянието, изминато от светлината във вакуум за 1/299 792 458 от секундата.

Компютри

В геометрията разстоянието между две точки, A и B, с координати A(x₁, y₁) и B(x₂, y₂) се изчислява по формулата:

и след няколко минути ще получите отговор.

Изчисления за преобразуване на единици в конвертора " Преобразувател на дължина и разстояние' се изпълняват с помощта на функциите на unitconversion.org .

Скали за галактически разстояния

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

По-точно, според дефиницията на Международния астрономически съюз (IAU), една светлинна година е равна на разстоянието, което светлината изминава във вакуум, незасегната от гравитационните полета, за една юлианска година (което по дефиниция е равно на 365,25 стандартни 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 парсеци и кратни единици (кило- и мегапарсеци) вместо светлинна година за изразяване на големи разстояния.

Преди (до 1984 г.) една 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 много точни измервания, няма практическа разлика между старите и новите дефиниции.

Числени 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 разстоянията в астрономията.

Мащаб	Стойност (св. години)	Описание
Секунди	4 10 −8	Средното разстояние до е приблизително 380 000 км. Това означава, че на лъч светлина, излъчен от повърхността, са необходими около 1,3 секунди, за да достигне повърхността на Луната.
минути	1,6 10 −5	Една астрономическа единица е равна на приблизително 150 милиона километра. Така светлината пътува от Земята за около 500 секунди (8 минути 20 секунди).
Гледам	0,0006	Средното разстояние от Слънцето до приблизително 5 светлинни часа.
Гледам	0,0016	Апаратите от Pioneer и серията, летящи отвъд, приблизително 30 години след изстрелването, се оттеглиха на разстояние от около сто астрономически единици от Слънцето и времето им за реакция на заявки от Земята е приблизително 14 часа.
година	1,6	Вътрешният ръб на хипотетичния е разположен на 50 000 AU. д. от Слънцето, а външната - 100 000 а. д. За да покрие разстоянието от Слънцето до външния ръб на облака, светлината ще отнеме около година и половина.
	2,0	Максималният радиус на областта на гравитационното влияние на Слънцето ("сферите на Хил") е приблизително 125 000 AU. д.
	4,2	Най-близката до нас (без да броим Слънцето), Проксима Кентавър, се намира на разстояние 4,2 sv. на годината.
Милениум	26 000	Центърът на нашата Галактика е приблизително на 26 000 светлинни години от Слънцето.
Милениум	100 000	Диаметърът на нашия диск е 100 000 светлинни години.
Милиони години	2,5 10 6	Най-близкият до нас M31, известният, е на 2,5 милиона светлинни години от нас.
	3.14 10 6	(M33) се намира на 3,14 милиона светлинни години и е най-отдалеченият неподвижен обект, видим с невъоръжено око.
	5,8 10 7	Най-близкият, клъстерът Дева, е на 58 милиона светлинни години от нас.
	Десетки милиони светлинни години	Характерният размер на клъстерите от галактики в диаметър.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	Гравитационната аномалия "Великият атрактор" се намира на разстояние 150-250 милиона светлинни години от нас.
Милиарди години	1,2 10 9	Великата стена на Слоун е едно от най-големите образувания в света, нейните размери са около 350 Mpc. За да го преодолее светлината от край до край, ще отнеме около милиард години.
	1,4 10 10	Размерът на причинно свързана област от Вселената. Изчислява се от възрастта на Вселената и максималната скорост на пренос на информация - скоростта на светлината.
	4,57 10 10	Съпътстващото разстояние от Земята до края на наблюдаваната вселена във всяка посока; съпътстващият радиус на наблюдаваната Вселена (в рамките на стандартния космологичен модел Lambda-CDM).

Какъвто и начин на живот да водим, каквото и да правим, по един или друг начин, ние използваме някои мерни единици всеки ден. Искаме чаша вода, затопляме собствената си закуска до определена температура, визуално преценяваме колко ни трябва да вървим до най-близката поща, уговаряме среща в определен час и т.н. Всички тези действия изискват

Не само изчисления, но и определено измерване на различни цифрови категории: разстояние, количество, тегло, време и т.н. Използваме числа редовно в ежедневието си. И тези числа отдавна са свикнали, сякаш с някакви инструменти. Но какво се случва, когато излезем от ежедневната си зона на комфорт и се сблъскаме с числа, които са необичайни за нас? В тази статия ще говорим за фантастичните фигури на Вселената.

универсални открити пространства

Още по-изненадваща е ситуацията с космическите разстояния. Доста сме наясно с километрите до съседния град и дори от Москва до Ню Йорк. Но е трудно да си представим визуално разстоянията, когато става въпрос за мащаба на звездните купове. Точно сега ще ни трябва така наречената светлинна година. В крайна сметка разстоянията дори между съседни звезди са изключително големи и измерването им в километри или мили е просто ирационално. И тук въпросът не е само в трудността да се възприемат огромните получени числа, но и в броя на техните нули. Проблемът става да напиша номера. Например разстоянието от Земята до Марс през периода на най-близко приближаване е 55,7 милиона километра. Стойност с шест нули. Но Марс е един от най-близките ни космически съседи! Разстоянието до най-близката звезда, с изключение на Слънцето, ще бъде милиони пъти по-голямо. И тогава, ако го измерим в километри или мили, астрономите ще трябва да отделят часове от времето си само за записване на тези гигантски количества. Светлинната година реши този проблем. Изходът беше доста гениален.

Какво е светлинна година?

Вместо да се измисли нова мерна единица, която е сбор от единици от по-малък порядък (както се случва с милиметри, сантиметри, метри, километри), беше решено да се свърже разстоянието с времето. Всъщност фактът, че времето също е физическо поле, което влияе на събитията, е повече

освен това, взаимосвързан и конвертируем с пространството, е открит от Алберт Айнщайн и доказан чрез неговата теория на относителността. Скоростта на светлината се превърна в постоянна скорост. И преминаването на светлинен лъч на определено разстояние за единица време даде нови физически пространствени величини: светлинна секунда, светлинна минута, светлинен ден, светлинен месец, светлинна година. Например за секунда лъч светлина (в космически условия – вакуум) изминава разстояние от около 300 хиляди километра. Лесно е да се изчисли, че една светлинна година е равна на приблизително 9,46 * 10 15 . И така, разстоянието от Земята до най-близкото космическо тяло, Луната, е малко повече от една светлинна секунда, до Слънцето - около осем светлинни минути. Външните тела на Слънчевата система, според съвременните концепции, обикалят на разстояние една светлинна година. Следващата най-близка до нас звезда, или по-скоро система от двойни звезди, Алфа и Проксима Кентавър, е толкова далеч, че дори светлината от тях достига до нашите телескопи само четири години след началото. И все пак това са най-близките до нас небесни тела. Светлината от другия край на Млечния път отнема повече от сто хиляди години, за да достигне до нас.