چند کیلومتر در یک سال نوری و برابر با زمین است؟ سال نوری و مقیاس کیهانی
همچنین بخوانید
همانطور که می دانید، برای اندازه گیری فاصله خورشید تا سیارات و همچنین بین سیارات، دانشمندان به یک واحد نجومی دست یافتند. چیست سال روشن?
اول از همه، لازم به ذکر است که سال نوری نیز یک واحد اندازه گیری است که در نجوم پذیرفته شده است، اما نه از زمان (آنطور که ممکن است به نظر می رسد، با توجه به معنای کلمه "سال" قضاوت شود)، بلکه از فاصله است.
سال نوری چیست
هنگامی که دانشمندان توانستند فاصله تا نزدیکترین ستاره ها را محاسبه کنند، آشکار شد که در دنیای ستاره ای واحد نجومی برای استفاده نامناسب است. برای شروع فرض کنید که فاصله خورشید تا نزدیکترین ستاره حدود 4.5 سال نوری است. این بدان معنی است که نور خورشید ما به نزدیکترین ستاره (به هر حال، پروکسیما قنطورس نامیده می شود) 4.5 سال پرواز می کند! این فاصله چقدر است؟ ما هیچ کس را با ریاضیات خسته نخواهیم کرد، فقط توجه می کنیم که در یک ثانیه ذرات نور 300000 کیلومتر پرواز می کنند. یعنی اگر سیگنالی با چراغ قوه به سمت ماه بفرستید، این نور در کمتر از یک ثانیه و نیم در آنجا دیده می شود. نور از خورشید به زمین در 8.5 دقیقه می رسد. و آن وقت چقدر پرتوهای نور در یک سال پرواز می کنند؟
فقط بگوییم: یک سال نوری حدود 10 تریلیون کیلومتر است(یک تریلیون یک به دنبال آن دوازده صفر است). به طور دقیق تر، 9,460,730,472,581 کیلومتر. اگر مجدداً در واحدهای نجومی محاسبه شود، تقریباً 67000 خواهد بود و این فقط به نزدیکترین ستاره است!
واضح است که در دنیای ستارگان و کهکشان ها واحد نجومی برای اندازه گیری مناسب نیست. کار در محاسبات با سال نوری آسان تر است.
قابلیت کاربرد در دنیای ستارگان
به عنوان مثال، فاصله زمین تا درخشان ترین ستاره آسمان، سیریوس، 8 سال نوری است. و فاصله از خورشید تا ستاره قطبیحدود 600 سال نوری است. یعنی نور ما تا 600 سال به آنجا می رسد. تقریباً 40 میلیون واحد نجومی خواهد بود. برای مقایسه، اشاره می کنیم که اندازه (قطر) کهکشان ما - کهکشان راه شیری - حدود 100000 سال نوری است. نزدیکترین همسایه ما کهکشان مارپیچیسحابی آندرومدا که 2.52 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. بیان این موضوع در واحدهای نجومی بسیار ناخوشایند است. اما اجرامی در کیهان وجود دارند که 15 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند. بنابراین، شعاع جهان قابل مشاهده 13.77 میلیارد سال نوری است. و همانطور که می دانید جهان کامل فراتر از بخش قابل مشاهده است.
به هر حال، قطر جهان قابل مشاهده به هیچ وجه 2 برابر بزرگتر از شعاع نیست، همانطور که ممکن است تصور شود. نکته این است که فضا در طول زمان گسترش می یابد. آن اجرام دوردستی که 13.77 میلیارد سال پیش نور ساطع کردند حتی دورتر از ما پرواز کردند. امروزه آنها بیش از 46.5 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند. با دو برابر شدن آن، 93 میلیارد سال نوری به دست می آید. این قطر واقعی جهان قابل مشاهده است. بنابراین اندازه بخشی از فضا که مشاهده می شود (و که به آن متا کهکشان نیز می گویند) همیشه در حال افزایش است.
اندازه گیری چنین فواصل برحسب کیلومتر یا واحدهای نجومی منطقی نیست. صادقانه بگویم، سالهای نوری نیز در اینجا مناسب نیستند. ولی هیچی افراد بهترهنوز مشخص نشده است اعداد آنقدر بزرگ هستند که فقط یک کامپیوتر می تواند آنها را مدیریت کند.
تعریف و ماهیت سال نوری
بدین ترتیب، یک سال نوری (st. g.) واحد طول است، نه زمان، که مسافت طی شده است پرتو خورشیدبرای یک سال، یعنی برای 365 روز. این واحد اندازه گیری برای وضوح آن بسیار راحت است. این به شما امکان می دهد به این سوال پاسخ دهید که اگر پیام الکترومغناطیسی به ستاره خاصی ارسال کنید، پس از چه مدت زمانی می توانید منتظر پاسخ باشید. و اگر این مدت زیاد باشد (مثلاً هزار سال باشد) این گونه اعمال فایده ای ندارد.
این تعریف است که برای استفاده در ادبیات علوم عامه توصیه می شود. در ادبیات حرفه ای معمولاً به جای یک سال نوری از پارسک و چند واحد (کیلو و مگاپارسک) برای بیان فواصل زیاد استفاده می شود.
پیش از این (تا سال 1984)، سال نوری مسافت طی شده توسط نور در یک سال گرمسیری بود که به عصر 1900.0 اطلاق می شد. تعریف جدید حدود 0.002٪ با تعریف قبلی تفاوت دارد. از آنجایی که این واحد فاصله برای اندازه گیری های بسیار دقیق استفاده نمی شود، تفاوت عملی بین تعاریف قدیمی و جدید وجود ندارد.
مقادیر عددی
یک سال نوری عبارت است از:
- 9 460 730 472 580 800 متر (تقریباً 9.5 پتامتر)
واحدهای مرتبط
واحدهای زیر به ندرت استفاده می شوند، معمولاً فقط در نشریات محبوب:
- 1 ثانیه نوری = 299792.458 کیلومتر (دقیقا)
- 1 دقیقه نوری ≈ 18 میلیون کیلومتر
- 1 ساعت نوری ≈ 1079 میلیون کیلومتر
- 1 روز نوری ≈ 26 میلیارد کیلومتر
- 1 هفته نوری ≈ 181 میلیارد کیلومتر
- 1 ماه نوری ≈ 790 میلیارد کیلومتر
فاصله در سال نوری
سال نوری برای نمایش کیفی مقیاس های فاصله در نجوم مناسب است.
| مقیاس | ارزش (سالهای اخیر) | شرح |
|---|---|---|
| ثانیه ها | 4 10-8 | میانگین فاصله تا ماه تقریباً 380000 کیلومتر است. این بدان معناست که حدود 1.3 ثانیه طول می کشد تا یک پرتو نور ساطع شده از سطح زمین به سطح ماه برسد. |
| دقایق | 1.6 10-5 | یک واحد نجومی تقریباً برابر با 150 میلیون کیلومتر است. بنابراین، نور در حدود 500 ثانیه (8 دقیقه و 20 ثانیه) از خورشید به زمین می رسد. |
| ساعت | 0,0006 | میانگین فاصله خورشید تا پلوتون تقریباً 5 ساعت نوری است. |
| 0,0016 | وسایل نقلیه سری پایونیر و وویجر که فراتر از آن پرواز می کنند منظومه شمسیحدود 30 سال پس از پرتاب، به فاصله حدود صد واحد نجومی از خورشید حرکت کرده اند و زمان پاسخگویی آنها به درخواست های زمین تقریباً 14 ساعت است. | |
| سال | 1,6 | لبه داخلی ابر فرضی اورت در 50000 واحد نجومی قرار دارد. ه. از خورشید، و خارجی - 100000 a. ه- برای پوشش فاصله خورشید تا لبه بیرونی ابر، نور حدود یک سال و نیم طول می کشد. |
| 2,0 | حداکثر شعاع مساحت نفوذ گرانشیخورشید ("کره های تپه") - تقریباً 125000 a. ه. | |
| 4,22 | نزدیکترین ستاره به ما (بدون احتساب خورشید)، پروکسیما قنطورس، در فاصله 4.22 sv قرار دارد. از سال . | |
| هزاره | 26 000 | مرکز کهکشان ما تقریباً 26000 سال نوری از خورشید فاصله دارد. |
| 100 000 | قطر قرص کهکشان ما 100000 سال نوری است. | |
| میلیون ها سال | 2.5 10 6 | نزدیکترین کهکشان مارپیچی M31، کهکشان معروف آندرومدا، 2.5 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. |
| 3.14 10 6 | کهکشان مثلثی (M33) در فاصله 3.14 میلیون سال نوری از ما قرار دارد و دورترین جسم ثابتی است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. | |
| 5.9 10 7 | نزدیکترین خوشه کهکشانی، خوشه سنبله، در فاصله 59 میلیون سال نوری از ما قرار دارد. | |
| 1.5 10 8 - 2.5 10 8 | ناهنجاری گرانشی "جذاب بزرگ" در فاصله 150-250 میلیون سال نوری از ما قرار دارد. | |
| میلیاردها سال | 1.2 10 9 | دیوار بزرگ اسلون یکی از بزرگترین سازندهای کیهان است که ابعاد آن حدود 350 Mpc است. برای غلبه نور از انتهای تا انتهای آن، حدود یک میلیارد سال طول می کشد. |
| 1.4 10 10 | اندازه یک ناحیه به هم پیوسته علّی از کیهان. این از سن جهان و حداکثر سرعت انتقال اطلاعات - سرعت نور - محاسبه می شود. | |
| 4.57 10 10 | فاصله متحرک از زمین تا لبه جهان قابل مشاهده در هر جهت. شعاع متحرک جهان قابل مشاهده (در چارچوب مدل استاندارد کیهان شناسی Lambda-CDM). |
مقیاس فاصله کهکشانی
- یک واحد نجومی با دقت خوب برابر با 500 ثانیه نوری است، یعنی نور در حدود 500 ثانیه از خورشید به زمین می رسد.
را نیز ببینید
پیوندها
- سازمان بین المللی استاندارد سازی. 9.2 واحدهای اندازه گیری
یادداشت
بنیاد ویکی مدیا 2010 .
- سامسارا
- زئوس
ببینید "سال نوری" در سایر لغت نامه ها چیست:
سال روشن- واحد طول خارج از سیستم مورد استفاده در نجوم. 1 S.g برابر است با فاصله عبور از نوربه مدت 1 سال 1 S. g. \u003d 0.3068 parsec \u003d 9.4605 1015 m. فیزیکی فرهنگ لغت دایره المعارفی. مسکو: دایره المعارف شوروی. سردبیر A. M. Prokhorov. ... دایره المعارف فیزیکی
سال روشن- LIGHTYEAR، واحد فاصله نجومی، برابر با مسافتی که نور طی می کند فضای بازیا در خلاء برای یک سال گرمسیری. یک سال نوری برابر است با 9.46071012 کیلومتر... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی
سال روشن- LIGHTYEAR، واحد طول مورد استفاده در نجوم: مسیری که نور در 1 سال طی کرده است، یعنی. 9.466?1012 کیلومتر. فاصله تا نزدیکترین ستاره (Proxima Centauri) تقریباً 4.3 سال نوری است. دورترین ستاره های کهکشان در ... ... دایره المعارف مدرن
سال روشن- واحد فاصله بین ستاره ای؛ مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46 × 1012 کیلومتر ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ
سال روشن- LIGHTYEAR، واحد طول مورد استفاده در نجوم: مسیری که نور در 1 سال طی کرده است، یعنی. 9.466´1012 کیلومتر. فاصله تا نزدیکترین ستاره (Proxima Centauri) تقریباً 4.3 سال نوری است. دورترین ستاره های کهکشان در ... ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور
سال روشن- واحد طول خارج از سیستم مورد استفاده در نجوم. 1 سال نوری مسافتی است که نور در یک سال طی می کند. 1 سال نوری برابر است با 9.4605E+12 km = 0.307 pc... فرهنگ لغت نجومی
سال روشن- واحد فاصله بین ستاره ای؛ مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46 1012 کیلومتر. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR، واحد فواصل بین ستاره ای. مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46x1012 کیلومتر ... فرهنگ لغت دایره المعارفی
سال روشن- یک واحد مسافت برابر با مسیری که نور در یک سال طی کرده است. یک سال نوری 0.3 پارسک است... مفاهیم علوم طبیعی مدرن. واژه نامه اصطلاحات اساسی
هر سبک زندگی که می کنیم، هر کاری که انجام می دهیم، هر روز از واحدهای اندازه گیری استفاده می کنیم. یک لیوان آب می‌خواهیم، صبحانه‌مان را تا دمای مشخصی گرم می‌کنیم، به صورت بصری تخمین می‌زنیم که چقدر باید تا نزدیکترین اداره پست پیاده‌روی کنیم، جلسه‌ای را در ساعت مشخصی ترتیب می‌دهیم و غیره. همه این اقدامات مستلزم
نه فقط محاسبات، بلکه اندازه‌گیری معینی از دسته‌های عددی مختلف: فاصله، کمیت، وزن، زمان و غیره. در ما زندگی روزمرهما مرتباً از اعداد استفاده می کنیم. و این اعداد مدتهاست که به نوعی از ابزارها عادت کرده اند. اما چه اتفاقی می‌افتد وقتی از منطقه راحتی روزمره خود خارج می‌شویم و با اعداد غیرعادی روبرو می‌شویم؟ در این مقاله در مورد چهره های خارق العاده کیهان صحبت خواهیم کرد.
فضاهای باز جهانی
حتی شگفت‌انگیزتر، وضعیت فاصله‌های کیهانی است. ما کاملاً از کیلومترها تا شهر همسایه و حتی از مسکو تا نیویورک آگاه هستیم. اما وقتی صحبت از مقیاس خوشه های ستاره ای به میان می آید، تصور بصری فاصله ها دشوار است. اکنون است که به سال نوری به اصطلاح نیاز خواهیم داشت. از این گذشته، حتی فاصله بین ستارگان همسایه نیز بسیار زیاد است و اندازه گیری آنها بر حسب کیلومتر یا مایل به سادگی غیرمنطقی است. و در اینجا نکته تنها در دشواری درک اعداد عظیم حاصل نیست، بلکه در تعداد صفرهای آنهاست. مشکل در نوشتن عدد می شود. به عنوان مثال، فاصله زمین تا مریخ در دوره نزدیکترین فاصله 55.7 میلیون کیلومتر است. مقداری با شش صفر. اما مریخ یکی از نزدیکترین همسایگان فضایی ماست! فاصله تا نزدیکترین ستاره، به جز خورشید، میلیون ها برابر بیشتر خواهد بود. و سپس، اگر آن را بر حسب کیلومتر یا مایل اندازه گیری کنیم، ستاره شناسان باید ساعت ها از زمان خود را صرف ثبت این مقادیر غول پیکر می کردند. سال نوری این مشکل را حل کرد. راه خروج کاملاً مبتکرانه بود.
سال نوری چیست؟
به جای اختراع یک واحد اندازه گیری جدید، که مجموع واحدها تمام شده است سفارش کوچک(همانطور که با میلی متر، سانتی متر، متر، کیلومتر اتفاق می افتد)، تصمیم گرفته شد که فاصله را به زمان گره بزنیم. در واقع، این واقعیت است که زمان نیز هست میدان فیزیکی، تأثیرگذاری بر رویدادها، بیشتر
علاوه بر این، به هم پیوستگی و تبدیل شدن به فضا، توسط آلبرت اینشتین کشف شد و از طریق نظریه نسبیت او به اثبات رسید. سرعت ثابتسرعت نور شد و گذر یک پرتو نور با فاصله معین در واحد زمان، کمیت‌های فیزیکی فیزیکی جدیدی به دست داد: یک ثانیه نوری، یک دقیقه نوری، یک روز نوری، یک ماه نوری، یک سال نوری. به عنوان مثال، در یک ثانیه یک پرتو نور (در شرایط فضایی - خلاء) مسافتی در حدود 300 هزار کیلومتر را طی می کند. محاسبه اینکه یک سال نوری تقریباً برابر است با 9.46 * 10 15 آسان است. بنابراین، فاصله زمین تا نزدیکترین بدن کیهانی، ماه - کمی بیشتر از یک ثانیه نوری، به خورشید - حدود هشت دقیقه نوری. اجسام بیرونی منظومه شمسی، بر اساس مفاهیم مدرن، در فاصله یک سال نوری به دور خود می چرخند. نزدیکترین ستاره بعدی به ما، یا بهتر است بگوییم، منظومه ای از ستاره های دوگانه، آلفا و پروکسیما قنطورس، آنقدر دور است که حتی نور آنها تنها چهار سال پس از شروع به تلسکوپ ما می رسد. و بالاخره اینها هنوز هم نزدیکترین اجرام آسمانی به ما هستند. نور از انتهای دیگر کهکشان راه شیری بیش از صد هزار سال طول می کشد تا به ما برسد.
به هر طریقی، در زندگی روزمره خود فاصله ها را اندازه می گیریم: تا نزدیکترین سوپرمارکت، تا خانه اقوام در شهر دیگر، و غیره. با این حال، وقتی صحبت از وسعت وسیع فضا می شود، مشخص می شود که استفاده از مقادیر آشنا مانند کیلومتر بسیار غیرمنطقی است. و نکته در اینجا فقط دشواری درک مقادیر غول پیکر حاصل نیست، بلکه تعداد ارقام موجود در آنها است. حتی نوشتن این همه صفر هم مشکل ساز خواهد شد. به عنوان مثال، کوتاه ترین فاصله از مریخ تا زمین 55.7 میلیون کیلومتر است. شش صفر! اما سیاره سرخ یکی از نزدیکترین همسایگان ما در آسمان است. چگونه از اعداد دست و پا گیر که هنگام محاسبه فاصله حتی تا نزدیکترین ستاره ها به دست می آیند استفاده کنیم؟ و در حال حاضر ما به ارزشی مانند یک سال نوری نیاز داریم. او چند است؟ حالا بیایید آن را بفهمیم.
مفهوم سال نوری همچنین ارتباط نزدیکی با فیزیک نسبیتی دارد، که در آن ارتباط نزدیک و وابستگی متقابل فضا و زمان در آغاز قرن بیستم ایجاد شد، زمانی که اصول مکانیک نیوتنی فروپاشید. قبل از این مقدار فاصله، واحدهای بزرگتر در سیستم
به سادگی شکل گرفتند: هر واحد بعدی مجموعه ای از واحدهای کوچکتر (سانتی متر، متر، کیلومتر و غیره) بود. در مورد یک سال نوری، فاصله به زمان گره خورده بود. علم مدرنمی دانیم که سرعت نور در خلاء ثابت است. علاوه بر این، او است حداکثر سرعت، بیشینه سرعتدر طبیعت، در فیزیک نسبیتی مدرن قابل قبول است. این ایده ها بود که اساس معنای جدید را تشکیل داد. یک سال نوری برابر است با مسافتی که یک پرتو نور در یک سال تقویمی زمینی طی می کند. در کیلومتر، این تقریباً 9.46 * 10 15 کیلومتر است. جالب اینجاست که تا نزدیکترین ماه، یک فوتون مسافت را در 1.3 ثانیه طی می کند. به خورشید - حدود هشت دقیقه. اما به نزدیکترین ستاره بعدی، آلفا، و در حال حاضر حدود چهار سال نوری.
فقط یک فاصله فوق العاده اندازه گیری حتی بزرگتر از فضا در اخترفیزیک وجود دارد. یک سال نوری حدود یک سوم پارسک است، واحد اندازه گیری حتی بزرگتر برای فواصل بین ستاره ای.
سرعت انتشار نور در شرایط مختلف
به هر حال، همچنین چنین ویژگی وجود دارد که فوتون ها می توانند سرعت متفاوتدر محیط های مختلف پخش می شود. ما از قبل می دانیم که آنها با چه سرعتی در خلاء پرواز می کنند. و وقتی می گویند یک سال نوری برابر است با مسافتی که نور در یک سال طی می کند، دقیقاً فضای خالی است. فضا. با این حال، جالب است بدانید که در شرایط دیگر سرعت نور ممکن است کمتر باشد. به عنوان مثال، در محیط هوافوتون ها با سرعت کمی کمتر از خلاء پراکنده می شوند. با کدام یک - به وضعیت خاص جو بستگی دارد. بنابراین، در یک محیط پر از گاز، یک سال نوری تا حدودی کوچکتر خواهد بود. با این حال، تفاوت قابل توجهی با مورد پذیرفته شده نخواهد داشت.
با کاوش در سیاره خود، برای صدها سال، مردم سیستم های جدید بیشتری را برای اندازه گیری بخش های فاصله اختراع کرده اند. در نتیجه تصمیم گرفته شد که یک متر به عنوان واحد طول جهانی در نظر گرفته شود و مسافت طولانی را بر حسب کیلومتر اندازه گیری کنند.
اما قرن بیستم پیش روی بشر قرار گرفته است مشکل جدید. مردم شروع به مطالعه دقیق فضا کردند - و معلوم شد که وسعت جهان به قدری وسیع است که کیلومترها در اینجا مناسب نیستند. در واحدهای آشنا، همچنان می توانید فاصله زمین تا ماه یا زمین تا مریخ را بیان کنید. اما اگر بخواهید تعیین کنید نزدیکترین ستاره چند کیلومتر از سیاره ما فاصله دارد، این رقم تعداد غیرقابل تصوری از ارقام اعشاری را به دست می آورد.
1 سال نوری برابر است با چند؟
آشکار شد که یک واحد اندازه گیری جدید برای مطالعه فضاهای فضا مورد نیاز است - و به یک سال نوری تبدیل شد. نور در یک ثانیه 300000 کیلومتر را طی می کند. سال روشن - این مسافتی است که نور دقیقاً در یک سال طی خواهد کرد - و از نظر سیستم اعداد آشناتر، این فاصله 9,460,730,472,580.8 کیلومتر است.واضح است که استفاده از لاکونیک "یک سال نوری" بسیار راحت تر از استفاده از این رقم عظیم هر بار در محاسبات است.
از بین همه ستارگان، پروکسیما قنطورس به ما نزدیکتر است - فقط 4.22 سال نوری از ما فاصله دارد. البته، از نظر کیلومتر، این رقم به طرز غیرقابل تصوری عظیم خواهد بود. با این حال، همه چیز در مقایسه شناخته شده است - با توجه به اینکه نزدیکترین کهکشان به نام آندرومدا از آن دور است راه شیریستاره فوق الذکر با فاصله 2.5 میلیون سال نوری، در واقع شروع به شبیه شدن به یک همسایه بسیار نزدیک کرده است.
به هر حال، استفاده از سال نوری به دانشمندان کمک می کند تا درک کنند که در کدام گوشه های کیهان نگاه کردن منطقی است. زندگی هوشمندو اینکه کجا سیگنال های رادیویی ارسال شود کاملا بی فایده است. از این گذشته ، سرعت سیگنال رادیویی مشابه سرعت نور است - بر این اساس ، یک تبریک ارسال شده به یک کهکشان دور تنها پس از میلیون ها سال به هدف خود می رسد. عاقلانه تر است که از "همسایگان" نزدیکتر انتظار پاسخ داشته باشیم - اشیایی که سیگنال های پاسخ فرضی آنها حداقل در طول زندگی یک فرد به وسایل نقلیه زمینی می رسد.
1 سال نوری چند سال زمینی است؟
یک تصور غلط رایج وجود دارد که سال نوری یک واحد زمان است. در واقع اینطور نیست. این اصطلاح هیچ ربطی به سال های زمینی ندارد، به هیچ وجه با آنها ارتباطی ندارد و تنها به مسافتی که نور در یک سال زمینی طی می کند اشاره می کند.