Šviesmetis kilometrais. Šviesmetis

Galaktikos atstumo svarstyklės

Šviesmetis ( Šv. G., ly) yra papildomos sistemos ilgio vienetas, lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus.

Tiksliau, kaip apibrėžia Tarptautinė astronomijos sąjunga (IAU), šviesmetis yra lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja vakuume, neveikiant gravitacinių laukų, per vienus Julijaus metus (pagal apibrėžimą lygu 365,25 standartinėms dienoms po 86 400 SI sekundžių arba 31 557 600 sekundžių). Būtent šį apibrėžimą rekomenduojama naudoti mokslo populiarinimo literatūroje. Profesionalioje literatūroje dideliems atstumams išreikšti vietoj šviesmečių dažniausiai naudojami parsekai ir vienetų kartotiniai (kilo ir megaparsekai).

Anksčiau (iki 1984 m.) šviesmečiai buvo atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienerius atogrąžų metus, priskirtas 1900,0 epochai. Naujasis apibrėžimas nuo senojo skiriasi maždaug 0,002 %. Kadangi šis atstumo vienetas nėra naudojamas didelio tikslumo matavimams, nėra praktinio skirtumo tarp senojo ir naujojo apibrėžimų.

Skaitinės reikšmės

Šviesmetis yra lygus:

  • 9 460 730 472 580 800 metrų (maždaug 9,46 petametro)
  • 63 241 077 astronominiai vienetai (AU)
  • 0,306601 parsek

Susiję vienetai

Šie vienetai naudojami gana retai, dažniausiai tik populiariuose leidiniuose:

  • 1 šviesos sekundė = 299 792,458 km (tiksliai)
  • 1 šviesos minutė ≈ 18 milijonų km
  • 1 šviesos valanda ≈ 1079 milijonai km
  • 1 šviesos diena ≈ 26 milijardai km
  • 1 šviesi savaitė≈ 181 milijardas km
  • 1 šviesos mėnuo ≈ 790 milijardų km

Atstumas šviesmečiais

Šviesmetis yra patogus kokybiškai atvaizduoti atstumo skales astronomijoje.

Skalė Vertė (šv. m.) apibūdinimas
sekundės 4 10 −8 Vidutinis atstumas iki maždaug 380 000 km. Tai reiškia, kad nuo paviršiaus skleidžiamas šviesos pluoštas Mėnulio paviršių pasieks maždaug per 1,3 sekundės.
minučių 1,6·10−5 Vienas astronominis vienetas yra lygus maždaug 150 milijonų kilometrų. Taigi šviesa Žemę pasiekia per maždaug 500 sekundžių (8 minutes 20 sekundžių).
Žiūrėti 0,0006 Vidutinis atstumas nuo Saulės yra maždaug 5 šviesos valandos.
0,0016 „Pioneer“ ir serijos prietaisai, skraidantys toliau, per maždaug 30 metų nuo paleidimo, nukeliavo maždaug šimto astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, o jų reakcijos į Žemės užklausas laikas yra maždaug 14 valandų.
Metai 1,6 Hipotetinio vidinis kraštas yra 50 000 a. e. nuo Saulės, o išorinė - 100 000 a. e. Prireiks maždaug pusantrų metų, kol šviesa nukeliautų atstumą nuo Saulės iki išorinio debesies krašto.
2,0 Didžiausias Saulės gravitacinio poveikio srities spindulys („Kalnų sferos“) yra maždaug 125 000 AU. e.
4,2 Arčiausiai mūsų esantis (neskaičiuojant Saulės), Proxima Centauri, yra 4,2 šviesmečio atstumu. metų.
Tūkstantmetis 26 000 Mūsų galaktikos centras yra maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo Saulės.
100 000 Mūsų disko skersmuo yra 100 000 šviesmečių.
Milijonai metų 2,5 10 6 Arčiausiai mūsų esantis M31, garsusis, nuo mūsų nutolęs 2,5 mln. šviesmečių.
3,14 10 6 (M33) yra už 3,14 milijono šviesmečių ir yra labiausiai nutolęs nejudantis objektas, matomas plika akimi.
5,8 10 7 Artimiausias, Mergelės spiečius, yra nutolęs nuo mūsų 58 milijonus šviesmečių.
Dešimtys milijonų šviesmečių Būdingas galaktikų spiečių dydis pagal skersmenį.
1,5 10 8 - 2,5 10 8 „Didžiojo pritraukėjo“ gravitacinė anomalija yra 150–250 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų.
Milijardai metų 1,2 10 9 Didžioji Sloano siena yra vienas didžiausių darinių pasaulyje, jos matmenys apie 350 Mpc. Prireiks maždaug milijardo metų, kol šviesa nukeliaus nuo galo iki galo.
1,4 10 10 Priežastiniu ryšiu susietos Visatos srities dydis. Skaičiuojamas nuo Visatos amžiaus ir Maksimalus greitis informacijos perdavimas – šviesos greitis.
4,57 10 10 Lydimasis atstumas nuo Žemės iki stebimos Visatos krašto bet kuria kryptimi; lydimasis stebimos Visatos spindulys (standartinio kosmologinio modelio Lambda-CDM rėmuose).


„Prasidėjo gyvybės paieškos“, – sako Guillemas Anglada-Escudé, Londono ir Mary universiteto astronomas ir projekto „Pale Red“ komandos vadovas. Dot („Pale red dot“), kuris atrado.

Galėtų būti surengta pirmoji ekskursija į gretimą potencialiai tinkantį gyventi pasaulį, kurios metu planuojama sukurti erdvėlaivių, naudojančių lengvas bures judėti aplink Galaktiką, parko koncepciją. Kitas variantas – pirmiausia siųsti į Proxima b. Tačiau mes kol kas aplenkiame save, įkvėpti atradimo, kurį skubame į žvaigždes. Bet grįžkime prie atidarymo.

Šiandien žinoma, kad Proxima b aplink savo raudonąją nykštukę žvaigždę (ji mažesnė ir blankesnė už Saulę) apskrieja per 11 Žemės dienų. Egzoplaneta klasifikuojama kaip uolinė (turi kietą paviršių) ir yra šiek tiek didesnė už Žemės masę – mažiausiai 1,3 karto. Tai arčiausiai mūsų esanti egzoplaneta ir galbūt arčiausiai Saulės sistemos dangaus kūnas, ant kurio gali egzistuoti gyvybė.

Atkreipkite dėmesį, kad šalta žvaigždė Kentauro žvaigždyne yra per blanki, kad ją būtų galima pamatyti plika akimi. Jis yra šalia daug ryškesnės dvigubos žvaigždės Alpha Centauri AB.

“, ir dar daug ką reikia atrasti. Tačiau artimiausio įmanomo Žemės analogo paieška ir šių paieškų sėkmė tapo svarbiausiu dalyku mūsų visų gyvenime. Dabar laukia kitas darbo etapas – paieškos gyvybės planetoje Proxima b“, – apibendrina Anglada-Escudé.

Tam tikru mastu tokios egzoplanetos atradimas gali būti laikomas naujo astronominių tyrimų etapo pradžia.

"Atradimas padeda mums išsikelti naują tikslą - sukurti sekimo teleskopų kartą, kuri leistų tyrinėti naujus pasaulius ir galbūt vieną dieną juos aplankyti. Būtent to mums ir reikėjo, kad egzoplanetų mokslas pakiltų į kitą lygį." naujas lygis“, – sako Davidas Kippingas iš Kolumbijos universiteto Niujorke.

Ar žinote, kodėl astronomai nenaudoja šviesmečių, kad apskaičiuotų atstumus iki tolimų objektų erdvėje?

Šviesmetis yra nesisteminis atstumų kosminėje erdvėje matavimo vienetas. Jis plačiai naudojamas populiariose astronomijos knygose ir vadovėliuose. Tačiau profesionalioje astrofizikoje šis skaičius naudojamas itin retai ir dažnai naudojamas atstumams iki netoliese esančių objektų erdvėje nustatyti. To priežastis paprasta: jei nustatysite atstumą šviesmečiais iki tolimų Visatoje esančių objektų, skaičius pasirodys toks didžiulis, kad jį naudoti fiziniams ir matematiniams skaičiavimams bus nepraktiška ir nepatogu. Todėl vietoj šviesmečių profesionalioje astronomijoje naudojamas matavimo vienetas, kurį daug patogiau valdyti atliekant sudėtingus matematinius skaičiavimus.

Sąvokos apibrėžimas

Sąvokos „šviesmetis“ apibrėžimą galime rasti bet kuriame astronomijos vadovėlyje. Šviesmetis – tai atstumas, kurį šviesos spindulys nukeliauja per vienerius Žemės metus. Toks apibrėžimas gali patenkinti mėgėją, tačiau kosmologui jis bus neišsamus. Jis pastebės, kad šviesmečiai yra ne tik atstumas, kurį šviesa nukeliauja per metus, bet ir atstumas, kurį šviesos spindulys nukeliauja vakuume per 365,25 Žemės paros, neveikiant magnetinių laukų.

Šviesmetis yra lygus 9,46 trilijono kilometrų. Būtent tokį atstumą šviesos spindulys nukeliauja per metus. Bet kaip astronomams pavyko taip tiksliai nustatyti spindulių kelią? Apie tai kalbėsime žemiau.

Kaip buvo nustatytas šviesos greitis?

Senovėje buvo tikima, kad šviesa per visą Visatą sklinda akimirksniu. Tačiau nuo XVII amžiaus mokslininkai pradėjo tuo abejoti. Galilėjus pirmasis suabejojo ​​aukščiau pasiūlytu teiginiu. Būtent jis bandė nustatyti laiką, per kurį šviesos spindulys nukeliauja 8 km atstumą. Tačiau dėl to, kad toks atstumas buvo nežymiai mažas tokiam kiekiui kaip šviesos greitis, eksperimentas baigėsi nesėkme.

Pirmasis didelis poslinkis šiuo klausimu buvo garsaus danų astronomo Olafo Roemerio stebėjimas. 1676 metais jis pastebėjo užtemimų laiko skirtumą, priklausantį nuo Žemės artėjimo ir atstumo iki jų kosminėje erdvėje. Roemeris šį stebėjimą sėkmingai susiejo su tuo, kad kuo toliau Žemė tolsta, tuo ilgiau nuo jų atsispindėjusi šviesa nukeliauja iki mūsų planetos.

Roemeris tiksliai suvokė šio fakto esmę, tačiau jam nepavyko apskaičiuoti patikimos šviesos greičio vertės. Jo skaičiavimai buvo neteisingi, nes XVII amžiuje jis negalėjo turėti tikslių duomenų apie atstumą nuo Žemės iki kitų planetų. saulės sistema. Šie duomenys buvo nustatyti šiek tiek vėliau.

Tolesnė mokslinių tyrimų pažanga ir šviesmečio apibrėžimas

1728 metais anglų astronomas Jamesas Bradley, atradęs žvaigždžių aberacijos poveikį, pirmasis apskaičiavo apytikslį šviesos greitį. Jis nustatė jo vertę 301 tūkst. km/s. Tačiau ši vertė buvo netiksli. Pažangesni šviesos greičio skaičiavimo metodai buvo sukurti neatsižvelgiant į kosminius kūnus – Žemėje.

Šviesos greičio vakuume stebėjimus naudojant besisukantį ratą ir veidrodį atliko atitinkamai A. Fizeau ir L. Foucault. Jų pagalba fizikai sugebėjo priartėti prie tikrosios šio dydžio vertės.

Tikslus šviesos greitis

Tikslų šviesos greitį mokslininkams pavyko nustatyti tik praėjusiame amžiuje. Remdamiesi Maksvelo elektromagnetizmo teorija, pasitelkę šiuolaikines lazerines technologijas ir skaičiavimus, pataisytus pagal spindulių srauto ore lūžio rodiklį, mokslininkams pavyko apskaičiuoti tikslų šviesos greitį – 299 792,458 km/s. Astronomai vis dar naudoja šį kiekį. Tolesnis šviesos paros valandų, mėnesio ir metų nustatymas jau buvo technologijos reikalas. Atlikę paprastus skaičiavimus, mokslininkai pasiekė 9,46 trilijono kilometrų skaičių – būtent tiek laiko prireiktų šviesos pluoštui nukeliauti Žemės orbitos ilgį.

Tikrai, išgirdęs kokiame nors mokslinės fantastikos veiksmo filme posakį a la „dvidešimt iki Tatuino šviesmečiai“, – daugelis uždavė pagrįstų klausimų. Paminėsiu kai kuriuos iš jų:

Argi ne metai laiko?

Tada kas yra Šviesmetis?

Kiek tai kilometrų?

Kiek laiko reikės įveikti Šviesmetis erdvėlaivis su Žemė?

Šiandienos straipsnį nusprendžiau skirti šio matavimo vieneto reikšmės paaiškinimui, palyginimui su įprastais kilometrais ir jo veikimo skalės demonstravimui. Visata.

Virtualus lenktynininkas.

Įsivaizduokime žmogų, pažeisdamas visas taisykles, greitkeliu lekiantį 250 km/h greičiu. Per dvi valandas jis įveiks 500 km, o per keturias – net 1000. Nebent, žinoma, proceso metu sudužtų...

Atrodytų, tai greitis! Tačiau norint apvažiuoti visą Žemės rutulį (≈ 40 000 km), mūsų lenktynininkui prireiks 40 kartų daugiau laiko. Ir tai jau yra 4 x 40 = 160 valandų. Arba beveik Visa savaitė nuolatinis vairavimas!

Tačiau galiausiai nepasakysime, kad jis įveikė 40 000 000 metrų. Nes tinginystė mus visada vertė sugalvoti ir naudoti trumpesnius alternatyvius matavimo vienetus.

Riba.

Iš mokyklos fizikos kurso visi turėtų žinoti, kad greičiausias motociklininkas Visata- šviesa. Per vieną sekundę jo spindulys įveikia maždaug 300 000 km atstumą, taigi jis aplink Žemės rutulį apskris per 0,134 sekundės. Tai 4 298 507 kartus greičiau nei mūsų virtualus lenktynininkas!

Žemė prieš Mėnulisšviesa vidutiniškai siekia 1,25 s, iki Saulė jo spindulys pasieks kiek daugiau nei per 8 minutes.

Kolosalu, ar ne? Tačiau didesnių už šviesos greitį greičių egzistavimas dar neįrodytas. Štai kodėl mokslo pasaulis nusprendė, kad būtų logiška kosmines svarstykles matuoti vienetais, kuriais radijo banga (ypač šviesa) sklinda tam tikrais laiko intervalais.

Atstumai.

Taigi, Šviesmetis- ne daugiau kaip atstumas, kurį šviesos spindulys nukeliauja per vienerius metus. Tarpžvaigždinėse skalėse naudoti mažesnius atstumo vienetus nėra prasmės. Ir vis dėlto jie ten yra. Štai apytikslės jų vertės:

1 šviesos sekundė ≈ 300 000 km;

1 šviesos minutė ≈ 18 000 000 km;

1 šviesos valanda ≈ 1 080 000 000 km;

1 šviesi diena ≈ 26 000 000 000 km;

1 šviesos savaitė ≈ 181 000 000 000 km;

1 šviesos mėnuo ≈ 790 000 000 000 km.

Dabar, kad suprastumėte, iš kur kilę skaičiai, paskaičiuokime, kam vienas yra lygus Šviesmetis.

Metuose yra 365 dienos, paroje – 24 valandos, valandoje – 60 minučių, o minutę – 60 sekundžių. Taigi metai susideda iš 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 sekundžių. Per vieną sekundę šviesa nukeliauja 300 000 km. Todėl per metus jo spindulys įveiks 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km atstumą.

Šis skaičius skamba taip: Devyni TRILIJONAI, KETURI Šimtai ŠEŠIASdešimt milijardų IR AŠTUoni šimtai MILIJONŲ kilometrų.

tikrai, tiksli vertė šviesmečiaišiek tiek skiriasi nuo to, ką apskaičiavome. Bet aprašant atstumus iki žvaigždžių mokslo populiarinimo straipsniuose didžiausias tikslumas iš principo to nereikia, o šimtas ar du milijonai kilometrų čia neturės ypatingo vaidmens.

Dabar tęskime savo minčių eksperimentus...

Skalė.

Tarkime, kad šiuolaikiška erdvėlaivis lapai saulės sistema su trečiuoju pabėgimo greičiu (≈ 16,7 km/s). Pirmas Šviesmetis jis tai įveiks per 18 000 metų!

4,36 šviesmečiaiį artimiausią mums žvaigždžių sistemą ( Alfa Kentauras, žiūrėkite paveikslėlį pradžioje) jis įveiks maždaug per 78 tūkstančius metų!

Mūsų galaktika paukščių takas , kurio skersmuo yra maždaug 100 000 šviesmečiai, jis kirs po 1 milijardo 780 milijonų metų.

Būtent šį apibrėžimą rekomenduojama naudoti mokslo populiarinimo literatūroje. Profesionalioje literatūroje dideliems atstumams išreikšti vietoj šviesmečių dažniausiai naudojami parsekai ir vienetų kartotiniai (kilo ir megaparsekai).

Anksčiau (iki 1984 m.) šviesmečiai buvo atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienerius atogrąžų metus, priskirtas 1900,0 epochai. Naujasis apibrėžimas nuo senojo skiriasi maždaug 0,002 %. Kadangi šis atstumo vienetas nėra naudojamas didelio tikslumo matavimams, nėra praktinio skirtumo tarp senojo ir naujojo apibrėžimų.

Skaitinės reikšmės

Šviesmetis yra lygus:

  • 9 460 730 472 580 800 metrų (maždaug 9,5 petametro)

Susiję vienetai

Šie vienetai naudojami gana retai, dažniausiai tik populiariuose leidiniuose:

  • 1 šviesos sekundė = 299 792,458 km (tiksliai)
  • 1 šviesos minutė ≈ 18 milijonų km
  • 1 šviesos valanda ≈ 1079 milijonai km
  • 1 šviesos diena ≈ 26 milijardai km
  • 1 šviesos savaitė ≈ 181 milijardas km
  • 1 šviesos mėnuo ≈ 790 milijardų km

Atstumas šviesmečiais

Šviesmetis yra patogus kokybiškai atvaizduoti atstumo skales astronomijoje.

Skalė Vertė (šv. m.) apibūdinimas
sekundės 4 10 −8 Vidutinis atstumas iki Mėnulio yra maždaug 380 000 km. Tai reiškia, kad nuo Žemės paviršiaus skleidžiamas šviesos pluoštas Mėnulio paviršių pasieks maždaug per 1,3 sekundės.
minučių 1,6·10−5 Vienas astronominis vienetas yra lygus maždaug 150 milijonų kilometrų. Taigi šviesa iš Saulės į Žemę nukeliauja maždaug per 500 sekundžių (8 minutes 20 sekundžių).
Žiūrėti 0,0006 Vidutinis atstumas nuo Saulės iki Plutono yra maždaug 5 šviesos valandos.
0,0016 „Pioneer“ ir „Voyager“ serijos įrenginiai, skraidantys už Saulės sistemos ribų, per maždaug 30 metų nuo paleidimo buvo nutolę nuo Saulės maždaug šimto astronominių vienetų atstumu, o jų reakcijos į Žemės užklausas laikas yra maždaug 14 valandų.
Metai 1,6 Hipotetinio Oorto debesies vidinis kraštas yra ties 50 000 AU. e. nuo Saulės, o išorinė - 100 000 a. e. Prireiks maždaug pusantrų metų, kol šviesa nukeliautų atstumą nuo Saulės iki išorinio debesies krašto.
2,0 Didžiausias Saulės gravitacinio poveikio srities spindulys („Kalnų sferos“) yra maždaug 125 000 AU. e.
4,22 Artimiausia mums (neskaičiuojant Saulės) žvaigždė Proxima Centauri yra 4,22 šviesmečio atstumu. metų .
Tūkstantmetis 26 000 Mūsų galaktikos centras yra maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo Saulės.
100 000 Mūsų galaktikos disko skersmuo yra 100 000 šviesmečių.
Milijonai metų 2,5 10 6 Artimiausia mums spiralinė galaktika M31, garsioji Andromedos galaktika, yra už 2,5 mln. šviesmečių.
3,14 10 6 Trikampio galaktika (M33) yra už 3,14 milijono šviesmečių ir yra labiausiai nutolęs plika akimi matomas stacionarus objektas.
5,9 10 7 Artimiausias galaktikų spiečius, Mergelės spiečius, yra nutolęs 59 mln. šviesmečių.
1,5 10 8 - 2,5 10 8 „Didžiojo pritraukėjo“ gravitacinė anomalija yra 150–250 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų.
Milijardai metų 1,2 10 9 Didžioji Sloano siena yra viena didžiausių darinių Visatoje, jos matmenys apie 350 Mpc. Prireiks maždaug milijardo metų, kol šviesa nukeliaus nuo galo iki galo.
1,4 10 10 Priežastiniu ryšiu susietos Visatos srities dydis. Jis skaičiuojamas nuo Visatos amžiaus ir didžiausio informacijos perdavimo greičio – šviesos greičio.
4,57 10 10 Lydimasis atstumas nuo Žemės iki stebimos Visatos krašto bet kuria kryptimi; lydimasis stebimos Visatos spindulys (standartinio kosmologinio modelio Lambda-CDM rėmuose).

Galaktikos atstumo svarstyklės

  • Gero tikslumo astronominis vienetas yra lygus 500 šviesos sekundžių, tai yra, šviesa Žemę iš Saulės pasiekia per maždaug 500 sekundžių.

taip pat žr

Nuorodos

  1. Tarptautinė Standartizacijos Organizacija. 9.2 Matavimo vienetai

Pastabos


Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „Šviesos metai“ kituose žodynuose:

    Papildomas sistemos ilgio vienetas, naudojamas astronomijoje; 1 Sg yra lygus atstumui, kurį nuvažiuoja šviesa per 1 metus. 1 S. g. = 0,3068 parsek = 9,4605 1015 m. Fizinis enciklopedinis žodynas. M.: Sovietinė enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas...... Fizinė enciklopedija

    ŠVIESOS METAI – astronominio atstumo matavimo vienetas, lygus atstumui, kurį nukeliauja šviesa kosmosas arba VAKUUME vienerius tropinius metus. Vieni šviesmečiai yra lygūs 9,46071012 km... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

    ŠVIESOS METAI, astronomijoje naudojamas ilgio vienetas: šviesos nueitas kelias per 1 metus, t.y. 9,466?1012 km. Atstumas iki artimiausios žvaigždės (Proxima Centauri) yra maždaug 4,3 šviesmečio. Tolimiausios galaktikos žvaigždės yra... ... Šiuolaikinė enciklopedija

    Tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, t.y. 9,46? 1012 km... Didysis enciklopedinis žodynas

    Šviesmetis- ŠVIESOS METAI, astronomijoje naudojamas ilgio vienetas: šviesos nueitas kelias per 1 metus, t.y. 9,466´1012 km. Atstumas iki artimiausios žvaigždės (Proxima Centauri) yra maždaug 4,3 šviesmečio. Tolimiausios galaktikos žvaigždės yra... ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas

    Papildomas sistemos ilgio vienetas, naudojamas astronomijoje. 1 šviesmetis yra atstumas, kurį šviesa nukeliauja per 1 metus. 1 šviesmetis lygus 9,4605E+12 km = 0,307 vnt... Astronomijos žodynas

    Tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, tai yra 9,46·1012 km. * * * LIGHT YEAR LIGHT YEAR, tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, t.y. 9,46×1012 km... enciklopedinis žodynas

    Šviesmetis- atstumo vienetas, lygus kelio, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus. Šviesmetis lygus 0,3 parsek... Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. Pagrindinių terminų žodynėlis

Įkeliama...Įkeliama...