165 000 lysår. Avstander i rommet. Astronomisk enhet, lysår og parsec
Som du vet, for å måle avstandene fra solen til planetene, så vel som mellom planetene, kom forskerne med en astronomisk enhet. Hva er det lysår?
Først av alt bør det bemerkes at lysåret også er en måleenhet som er tatt i bruk i astronomi, men ikke av tid (som det kan virke, etter betydningen av ordet "år"), men av avstand.
Hva er et lysår lik?
Da forskerne klarte å beregne avstandene til de nærmeste stjernene, ble det åpenbart at i stjerneklar verden Den astronomiske enheten er upraktisk å bruke. La oss for det første si at avstanden fra solen til nærmeste stjerne er omtrent 4,5 lysår. Det betyr at lyset fra vår sol til nærmeste stjerne (det heter forresten Proxima Centauri) tar 4,5 år å reise! Hvor langt er denne avstanden? La oss ikke kjede noen med matematikk, la oss bare merke oss at på et sekund flyr lyspartikler 300 000 kilometer. Det vil si at hvis du sender et signal med en lommelykt mot Månen, vil dette lyset bli sett der på under halvannet sekund. Lys går fra solen til jorden på 8,5 minutter. Hvor lenge går da lysstrålene i løpet av et år?
La oss si med en gang: et lysår er omtrent 10 billioner kilometer(en billion er en etterfulgt av tolv nuller). Mer presist, 9.460.730.472.581 kilometer. Hvis det beregnes på nytt i astronomiske enheter, vil det være omtrent 67 000 og dette er bare for den nærmeste stjernen!
Det er klart at i stjernenes og galaksenes verden er ikke den astronomiske enheten egnet for målinger. Det er lettere å operere i beregninger med lysår.
Anvendbarhet i stjerneverdenen
For eksempel er avstanden fra jorden til den lyseste stjernen på himmelen, Sirius, 8 lysår. Og avstanden fra Solen til Nordstjernen er omtrent 600 lysår. Det vil si at lys fra oss kommer dit om 600 år. Dette vil være omtrent 40 millioner astronomiske enheter. Til sammenligning påpeker vi at størrelsen (diameteren) på galaksen vår – Melkeveien – er omtrent 100 000 lysår. Vår nærmeste nabo, en spiralgalakse kalt Andromedatåken, er 2,52 millioner lysår unna Jorden. Det er svært upraktisk å angi dette i astronomiske enheter. Men det er objekter i universet som vanligvis er 15 milliarder lysår unna oss. Dermed er radiusen til det observerbare universet 13,77 milliarder lysår. Og det komplette universet, som kjent, strekker seg utover den observerbare delen.
Forresten, diameteren til det observerbare universet er ikke i det hele tatt 2 ganger større enn radiusen, som du kanskje tror. Saken er at over tid utvides rommet. De fjerne objektene som sendte ut lys for 13,77 milliarder år siden, har fløyet enda lenger bort fra oss. I dag er de mer enn 46,5 milliarder lysår unna. En dobling av dette gir oss 93 milliarder lysår. Dette er den sanne diameteren til det observerbare universet. Så størrelsen på den delen av rommet som blir observert (og som også kalles Metagalaxy) øker hele tiden.
Å måle slike avstander i kilometer eller astronomiske enheter gir ingen mening. For å være ærlig passer ikke lysår helt her heller. Men ingenting bedre mennesker har ikke funnet ut av det enda. Tallene er så store at bare en datamaskin kan håndtere dem.
Definisjon og essens av lysår
Dermed, lysår (lysår) er en lengdeenhet, ikke tid, som representerer avstanden tilbakelagt solstråle per år, det vil si 365 dager. Denne måleenheten er veldig praktisk for sin klarhet. Det lar deg svare på spørsmålet, etter hvilken tidsperiode du kan forvente et svar hvis du sender en elektromagnetisk melding til en bestemt stjerne. Og hvis denne perioden er for lang (for eksempel tusen år), så er det ingen vits i slike handlinger.
Lengde- og avstandsomformer Masseomformer Bulk- og matvolumomformer Arealomformer Volum- og enheteromformer inn kulinariske oppskrifter Temperaturomformer trykk, stress, Youngs modulomformer Energi- og arbeidsomformer Effektomformer Kraftomformer Tidsomformer Lineærhastighetsomformer Flatvinkel termisk effektivitet og drivstoffeffektivitetsomformer Tallomformer til ulike systemer notasjon Omregner av måleenheter for informasjonsmengde Valutakurser Dimensjoner kvinne Klær og sko Størrelser på herreklær og sko Converter vinkelhastighet og rotasjonshastighet Akselerasjonsomformer Vinkelakselerasjonsomformer Tetthetsomformer Spesifikt volumomformer Treghetsmomentomformer Kraftmomentomformer Momentomformer spesifikk varme forbrenning (etter masse) Energitetthet og spesifikk forbrenningsvarme omformer (etter volum) Temperaturdifferanseomformer Koeffisientomformer termisk ekspansjon Termisk motstandsomformer Termisk konduktivitetsomformer Spesifikk varmekapasitetsomformer Energieksponering og termisk stråling effektomformer Varmeflukstetthetsomformer Varmeoverføringskoeffisientomformer Volumstrømningshastighetsomformer Massestrømomformer Molarstrømningshastighetsomformer Massestrømtetthetsomformer Molarkonsentrasjonsomformer Massekonsentrasjon i løsningsomformer Dynamisk (absolutt) viskositetsomformer Kinematisk viskositetsomformer Overflatespenningsomformer Damppermeabilitetsomformer Dampgjennomtrengelighet og dampoverføringshastighetsomformer Lydnivåomformer Mikrofonfølsomhetsomformer Lydtrykknivå (SPL) omformer Lydtrykknivåomformer med valgbart referansetrykk Lysstyrkeomformer Lysintensitetsomformer Belysningsstyrkeomformer Datamaskin grafikkoppløsningsomformer Frekvensomformer og bølgelengde Optisk kraft i dioptri og brennvidde Optisk kraft i dioptri og linseforstørrelse (×) Omformer elektrisk ladning Lineær Charge Density Converter Overflate Charge Density Converter Volum Charge Density Converter Elektrisk strømomformer Lineær strømtetthetsomformer Overflatestrømtetthetsomformer Elektrisk feltstyrkeomformer Elektrostatisk potensial- og spenningsomformer elektrisk motstand Elektrisk resistivitetsomformer Elektrisk ledningsomformer Elektrisk ledningsevneomformer Elektrisk kapasitans Induktansomformer Amerikansk trådmåleromformer Nivåer i dBm (dBm eller dBm), dBV (dBV), watt og andre enheter Magnetomotiv kraftomformer Magnetfeltstyrkeomformer Magnetisk flukskonverter i Radiasjonsomformer. Absorbert dosehastighetsomformer ioniserende stråling Radioaktivitet. Radioaktivt henfallsomformer Stråling. Eksponeringsdoseomformer Stråling. Absorbert doseomformer Desimalprefikskonverterer Dataoverføring Typografi og bildebehandlingsenheter Konverter Tømmervolumenheter Omregnerberegning molar masse Periodiske tabell kjemiske elementer D. I. Mendeleev
1 kilometer [km] = 1,0570008340247E-13 lysår [St. G.]
Opprinnelig verdi
Omregnet verdi
meter exameter petameter terameter gigameter megameter kilometer hektometer dekameter desimeter centimeter millimeter mikrometer mikron nanometer picometer femtometer attometer megaparsec kiloparsec parsec lysår astronomisk enhet league naval league (britisk) maritime league (international) league (lovfestet) mile (international mile) mile ) mile (lovfestet) mile (USA, geodetisk) mile (romersk) 1000 yards furlong (USA, geodetisk) kjedekjede (USA, geodetisk) tau (engelsk tau) slekten (USA, geodetisk) peppergulv (engelsk) ) fathom, fathom fathom (US, geodetisk) alen yard fot fot (US, geodetic) link link (US, geodetic) alen (UK) håndspenn finger spiker tomme (US, geodetisk) byggkorn (eng. barleycorn) tusendel av en mikrotommers ångstrøm atomenhet av lengde x-enhet Fermi arpan lodding typografisk punkt twip alen (svensk) favn (svensk) kaliber centiinch ken arshin actus (gammel romersk) vara de tarea vara conuquera vara castellana alen (gresk) lang sivrør lang albue palme " finger" Planck-lengde klassisk elektronradius Bohr-radius Jordens ekvatorialradius Jordens polarradius avstand fra jorden til solens radius til solen lys nanosekund lys mikrosekund lys millisekund lys andre lystime lys dag lys uke Milliarder lysår Avstand fra Jord til månen-kabler (internasjonal) kabellengde (britisk) kabellengde (USA) nautisk mil (USA) lys minutt stativenhet horisontal pitch cicero piksellinje tomme (russisk) tomme spenn fot favn skrå favn verst grense verst
Konverter fot og tommer til meter og omvendt
fot tomme
m
Mer om lengde og avstand
Generell informasjon
Lengde er det største målet på kroppen. I tredimensjonalt rom måles lengden vanligvis horisontalt.
Avstand er en størrelse som bestemmer hvor langt to kropper er fra hverandre.
Måle avstand og lengde
Enheter for avstand og lengde
I SI-systemet måles lengde i meter. Avledede enheter som kilometer (1000 meter) og centimeter (1/100 meter) brukes også ofte i det metriske systemet. Land som ikke bruker det metriske systemet, for eksempel USA og Storbritannia, bruker enheter som tommer, fot og miles.
Avstand i fysikk og biologi
I biologi og fysikk blir lengder ofte målt til mye mindre enn én millimeter. For dette formålet er det tatt i bruk en spesiell verdi, mikrometeret. En mikrometer er lik 1×10⁻⁶ meter. I biologi måles størrelsen på mikroorganismer og celler i mikrometer, og i fysikk måles lengden på infrarød elektromagnetisk stråling. Et mikrometer kalles også en mikron og er noen ganger, spesielt i engelsk litteratur, utpekt Gresk bokstavµ. Andre derivater av måleren er også mye brukt: nanometer (1 × 10⁻⁹ meter), pikometer (1 × 10⁻¹² meter), femtometer (1 × 10⁻¹⁵ meter og attometre (1 × 10⁻¹⁸ meter).
Navigasjonsavstand
Skipsfart bruker nautiske mil. En nautisk mil er lik 1852 meter. Den ble opprinnelig målt som en bue på ett minutt langs meridianen, det vil si 1/(60x180) av meridianen. Dette gjorde breddegradsberegningene enklere, siden 60 nautiske mil tilsvarte en breddegrad. Når avstanden måles i nautiske mil, måles hastigheten ofte i knop. En knute lik en hastighet på én nautisk mil i timen.
Avstand i astronomi
I astronomi måles store avstander, så spesielle mengder blir tatt i bruk for å lette beregningene.
Astronomisk enhet(au, au) er lik 149 597 870 700 meter. Verdien av en astronomisk enhet er en konstant, det vil si en konstant verdi. Det er generelt akseptert at jorden ligger i en avstand på én astronomisk enhet fra solen.
Lysår lik 10 000 000 000 000 eller 10¹³ kilometer. Dette er avstanden lyset reiser i et vakuum i løpet av ett juliansk år. Denne mengden brukes oftere i populærvitenskapelig litteratur enn i fysikk og astronomi.
Parsec omtrent lik 30 856 775 814 671 900 meter eller omtrent 3,09 × 10¹³ kilometer. En parsec er avstanden fra solen til et annet astronomisk objekt, for eksempel en planet, stjerne, måne eller asteroide, med en vinkel på ett buesekund. Ett buesekund er 1/3600 av en grad, eller omtrent 4,8481368 mikrorad i radianer. Parsec kan beregnes ved hjelp av parallakse - effekten av synlige endringer i kroppsposisjon, avhengig av observasjonspunktet. Når du foretar målinger, legg et segment E1A2 (i illustrasjonen) fra jorden (punkt E1) til en stjerne eller et annet astronomisk objekt (punkt A2). Seks måneder senere, når solen er på den andre siden av jorden, legges et nytt segment E2A1 fra den nye posisjonen til jorden (punkt E2) til den nye posisjonen i verdensrommet til det samme astronomiske objektet (punkt A1). I dette tilfellet vil Solen være i skjæringspunktet mellom disse to segmentene, i punktet S. Lengden på hvert av segmentene E1S og E2S er lik en astronomisk enhet. Hvis vi plotter et segment gjennom punktet S, vinkelrett på E1E2, vil det passere gjennom skjæringspunktet til segmentene E1A2 og E2A1, I. Avstanden fra solen til punkt I er segment SI, det er lik en parsec, når vinkelen mellom segmentene A1I og A2I er to buesekunder.
På bildet:
- A1, A2: tilsynelatende stjerneposisjon
- E1, E2: Jordposisjon
- S: Solposisjon
- I: skjæringspunkt
- IS = 1 parsek
- ∠P eller ∠XIA2: parallaksevinkel
- ∠P = 1 buesekund
Andre enheter
Liga- en foreldet lengdeenhet som tidligere ble brukt i mange land. Den brukes fortsatt noen steder, som Yucatan-halvøya og landlige områder i Mexico. Dette er avstanden en person reiser på en time. Sea League - tre nautiske mil, omtrent 5,6 kilometer. Lieu er en enhet omtrent lik en liga. I engelske språk både ligaer og ligaer kalles det samme, liga. I litteraturen finnes ligaer noen ganger i boktitler, for eksempel "20 000 ligaer under havet" - kjent roman Jules Verne.
Albue- en eldgammel verdi lik avstanden fra tuppen av langfingeren til albuen. Denne verdien var utbredt i den antikke verden, i middelalderen og frem til moderne tid.
Verft brukt i det britiske imperialistiske systemet og er lik tre fot eller 0,9144 meter. I noen land, for eksempel Canada, hvor det er akseptert metrisk system, yards brukes til å måle stoffet og lengden på svømmebassenger og idrettsbaner og -baner, for eksempel golf- og fotballbaner.
Definisjon av måler
Definisjonen av måler har endret seg flere ganger. Måleren ble opprinnelig definert som 1/10 000 000 av avstanden fra Nordpolen til ekvator. Senere var måleren lik lengden på platina-iridium-standarden. Måleren ble senere likestilt med bølgelengden til den oransje linjen i det elektromagnetiske spekteret til kryptonatomet ⁸⁶Kr i et vakuum, multiplisert med 1 650 763,73. I dag er en meter definert som den avstanden lyset har tilbakelagt i et vakuum på 1/299 792 458 sekund.
Beregninger
I geometri beregnes avstanden mellom to punkter, A og B, med koordinatene A(x₁, y₁) og B(x₂, y₂) med formelen:
og i løpet av få minutter vil du få svar.Beregninger for å konvertere enheter i omformeren " Lengde- og avstandsomformer" utføres ved hjelp av unitconversion.org-funksjoner.
Vet du hvorfor astronomer ikke bruker lysår til å beregne avstander til fjerne objekter i verdensrommet?
Et lysår er en ikke-systemisk måleenhet for avstander i verdensrommet. Det er mye brukt i populære bøker og lærebøker om astronomi. I profesjonell astrofysikk brukes imidlertid denne figuren ekstremt sjelden og brukes ofte til å bestemme avstander til objekter i nærheten i rommet. Grunnen til dette er enkel: Hvis du bestemmer avstanden i lysår til fjerne objekter i universet, vil tallet vise seg å være så stort at det vil være upraktisk og upraktisk å bruke det til fysiske og matematiske beregninger. Derfor, i stedet for lysår i profesjonell astronomi brukes en måleenhet, som er mye mer praktisk å betjene når du utfører komplekse matematiske beregninger.
Definisjon av begrepet
Vi kan finne definisjonen av begrepet "lysår" i enhver lærebok om astronomi. Et lysår er avstanden en lysstråle reiser i ett jordår. En slik definisjon kan tilfredsstille en amatør, men en kosmolog vil finne den ufullstendig. Han vil merke seg at et lysår ikke bare er avstanden som lyset reiser i løpet av et år, men avstanden som en lysstråle reiser i et vakuum på 365,25 jorddøgn, uten å bli påvirket av magnetiske felt.
Et lysår er lik 9,46 billioner kilometer. Dette er nøyaktig avstanden en lysstråle reiser i løpet av et år. Men hvordan oppnådde astronomer dette? presis definisjon radiell bane? Vi skal snakke om dette nedenfor.
Hvordan ble lysets hastighet bestemt?
I gamle tider ble det antatt at lys reiser gjennom universet umiddelbart. Fra det syttende århundre begynte imidlertid forskere å tvile på dette. Galileo var den første som tvilte på den foreslåtte uttalelsen ovenfor. Det var han som prøvde å bestemme tiden det tar for en lysstråle å reise en avstand på 8 km. Men på grunn av det faktum at en slik avstand var ubetydelig liten for en slik mengde som lysets hastighet, endte eksperimentet i fiasko.
Det første store skiftet i denne saken var observasjonen av den berømte danske astronomen Olaf Roemer. I 1676 la han merke til en forskjell i tidspunktet for formørkelser avhengig av jordens tilnærming og avstand til dem i verdensrommet. Roemer koblet vellykket denne observasjonen med det faktum at jo lenger jorden beveger seg bort fra, desto lengre tid tar det lyset som reflekteres fra dem å reise avstanden til planeten vår.
Essensen denne faktaen Roemer fanget det nøyaktig, men han klarte aldri å beregne en pålitelig verdi for lysets hastighet. Beregningene hans var feil fordi han på det syttende århundre ikke kunne ha nøyaktige data om avstanden fra jorden til andre planeter solsystemet. Disse dataene ble bestemt litt senere.
Ytterligere fremskritt innen forskning og definisjonen av lysåret
I 1728 var den engelske astronomen James Bradley, som oppdaget effekten av aberrasjon i stjerner, den første som beregnet den omtrentlige lyshastigheten. Han bestemte verdien til 301 tusen km/s. Men denne verdien var unøyaktig. Mer avanserte metoder for å beregne lysets hastighet ble produsert uten hensyn til kosmiske kropper – på jorden.
Observasjoner av lysets hastighet i vakuum ved hjelp av et roterende hjul og et speil ble gjort av henholdsvis A. Fizeau og L. Foucault. Med deres hjelp klarte fysikere å komme nærmere reell verdi denne verdien.
Nøyaktig lyshastighet
Forskere var i stand til å bestemme den nøyaktige lyshastigheten først i forrige århundre. Basert på Maxwells teori om elektromagnetisme, ved hjelp av moderne laserteknologi og beregninger justert for brytningsindeksen til strålefluksen i luft, var forskere i stand til å beregne den nøyaktige verdien av lyshastigheten 299 792,458 km/s. Astronomer bruker fortsatt denne mengden. Ytterligere bestemmelse av dagslystimer, måned og år var allerede et spørsmål om teknologi. Gjennom enkle beregninger kom forskerne frem til et tall på 9,46 billioner kilometer - det er nøyaktig hvor lang tid det ville ta en lysstråle å reise langs jordens bane.
For sine beregninger bruker astronomer spesielle måleenheter som ikke alltid er klare vanlige folk. Dette er forståelig, for hvis kosmiske avstander ble målt i kilometer, ville antallet nuller blende øynene. Derfor, for å måle kosmiske avstander, er det vanlig å bruke mye større mengder: astronomisk enhet, lysår og parsec.
Ganske ofte brukt til å angi avstander innenfor vårt opprinnelige solsystem. Hvis vi også kan uttrykke det i kilometer (384 000 km), så er den nærmeste stien til Pluto omtrent 4 250 millioner km, og dette vil være vanskelig å forstå. For slike avstander er det på tide å bruke en astronomisk enhet (AU), lik gjennomsnittlig avstand fra jordens overflate til solen. Med andre ord, 1 a.u. tilsvarer lengden på halvhovedaksen til jordens bane (150 millioner km). Nå, hvis vi skriver at den korteste avstanden til Pluto er 28 AU, og den korteste lang vei kan være 50 AU, dette er mye lettere å forestille seg.
Den nest største er et lysår. Selv om ordet "år" er til stede der, bør man ikke tro det vi snakker om om tiden. Ett lysår er 63 240 AU. Dette er veien som en lysstråle går i løpet av 1 år. Astronomer har beregnet at fra de fjerneste hjørnene av universet tar en lysstråle mer enn 10 milliarder år å nå oss. For å forestille oss denne gigantiske avstanden, la oss skrive den i kilometer: 950000000000000000000000. Nittifem milliarder trillioner vanlige kilometer.
Forskere begynte å gjette at lys ikke beveger seg umiddelbart, men med en viss hastighet, fra 1676. Det var på dette tidspunktet at en dansk astronom ved navn Ole Roemer la merke til at formørkelsene til en av Jupiters satellitter begynte å halte, og dette skjedde nettopp da Jorden var på vei i sin bane til motsatt side av Solen, motsatt side av hvor Jupiter var. Det gikk en tid, jorden begynte å bevege seg tilbake, og formørkelser begynte igjen å nærme seg deres tidligere tidsplan.
Dermed ble det registrert ca. 17 minutters tidsforskjell. Fra denne observasjonen ble det konkludert med at det tok lyset 17 minutter å reise en avstand på lengden av jordens bane. Siden diameteren på banen ble bevist å være omtrent 186 millioner miles (nå er denne konstanten 939 120 000 km), viste det seg at lysstrålen beveger seg med en hastighet på omtrent 186 tusen miles per sekund.
Allerede i vår tid, takket være professor Albert Michelson, som satte seg fore å bestemme så nøyaktig som mulig hva et lysår er, ved hjelp av en annen metode ble det endelige resultatet oppnådd: 186 284 miles på 1 sekund (omtrent 300 km/s). Nå, hvis vi teller antall sekunder i et år og multipliserer med dette tallet, finner vi at et lysår er 5.880.000.000.000 miles langt, som tilsvarer 9.460.730.472.580,8 km.
For praktiske formål bruker astronomer ofte en avstandsenhet kalt parsec. Det er lik forskyvningen av stjernen mot bakgrunnen til andre himmellegemer med 1"" når observatøren er forskjøvet med 1 radius
For å forstå betydningen av begrepet "lysår", må du først huske skolefysikkkurset, spesielt delen som gjelder lysets hastighet. Så, lysets hastighet i et vakuum, der den ikke påvirkes av ulike faktorer som gravitasjons- og magnetiske felt, suspenderte partikler, brytning av et gjennomsiktig medium, etc., er 299 792,5 kilometer per sekund. Du må forstå det i dette tilfellet Med lys mener vi det som oppfattes av menneskesyn.
Mindre kjente avstandsenheter er lysmåned, uke, dag, time, minutt og sekund.I ganske lang tid ble lys ansett som en uendelig mengde, og den første personen som beregnet den omtrentlige hastigheten til lysstråler i et vakuum var astronomen Olaf Roemer i midten av 1600-talletårhundre. Selvfølgelig var dataene hans svært omtrentlige, men selve det faktum å bestemme den endelige hastighetsverdien er viktig. I 1970 ble lyshastigheten bestemt til innenfor én meter per sekund. Mer nøyaktige resultater er ennå ikke oppnådd, da det oppsto problemer med feilen i målerstandarden.
Lysår og andre distanser
Siden avstandene er enorme, vil det være irrasjonelt og upraktisk å måle dem i konvensjonelle enheter. Basert på disse betraktningene ble det introdusert en spesiell - lysåret, det vil si avstanden som lyset reiser i det såkalte julianske året (lik 365,25 dager). Tatt i betraktning at hver dag inneholder 86 400 sekunder, kan det beregnes at i løpet av et år reiser en lysstråle en avstand på litt mer enn 9,4 kilometer. Denne verdien virker enorm, men for eksempel er avstanden til den nærmeste stjernen til jorden, Proxima Centauri, 4,2 år, og galaksens diameter Melkeveien overstiger 100 000 lysår, det vil si at de visuelle observasjonene som kan gjøres nå gjenspeiler et bilde som eksisterte for rundt hundre tusen år siden.
En lysstråle reiser avstanden fra jorden til månen på omtrent et sekund, men sollys Det tar mer enn åtte minutter å nå planeten vår.
I profesjonell astrofysikk brukes begrepet lysår sjelden. Forskere bruker først og fremst enheter som parsec og astronomisk enhet. En parsec er avstanden til det imaginære punktet som radiusen til jordens bane sees fra i en vinkel på ett buesekund (1/3600 av en grad). Den gjennomsnittlige radiusen til banen, det vil si avstanden fra jorden til solen, kalles den astronomiske enheten. En parsec er lik omtrent tre lysår eller 30,8 billioner kilometer. En astronomisk enhet er omtrent lik 149,6 millioner kilometer.