Как найти расстояние в световых годах

Как найти расстояние в световых годах

Световой год
св.год
Две сферы с радиусами 1 и 10 световых лет в сравнении с расстояниями от Земли до ближайших известных звёзд; размеры самих звёзд увеличены для улучшения восприятия.
Две сферы с радиусами 1 и 10 световых лет в сравнении с расстояниями от Земли до ближайших известных звёзд; размеры самих звёзд увеличены для улучшения восприятия.
Величина длина
Система Астрономическая система единиц
Тип основная

Светово́й год (обозначение на русском языке: св. год[1]; международное: ly[2]) — единица измерения расстояния в астрономии, равная расстоянию, которое электромагнитные волны (свет) проходят в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей, за один юлианский год[3][2]. По отношению к СИ является внесистемной[1], однако используется в астрономической системе единиц[2].

По определению Международного астрономического союза (МАС) один световой год равен 9 460 730 472 580 800 метрам. До 1984 года световым годом называлось расстояние, проходимое светом за один тропический год, отнесённый к эпохе 1900,0. Новое определение отличается от старого примерно на 0,002 %. Так как данная единица расстояния редко применяется для высокоточных измерений, практического различия между старым и новым определениями почти нет. В профессиональной литературе для выражения больших расстояний чаще используются парсеки и кратные единицы (кило- и мегапарсеки)[2].

История[править | править код]

Первое упоминание того, сколько времени тратит свет на преодоление расстояния на астрономическом масштабе, относится к первой половине 19 века: Фридрих Бессель, определивший, что расстояние до звезды 61 Лебедя составляет 660 000 а.е. или 9,9⋅1013 км, в посвящённой этому публикации в 1838 году отметил, что свет проходит это расстояние за 10,3 года[4].

Сам же термин «световой год» появился в 1851 году в немецкой популярной статье по астрономии Отто Уле[5]. Он объяснял контринтуитивность измерения расстояния единицей, название которой включает слово «год», с помощью аналогии с расстоянием, которое можно пройти за час (час пути).

Между тем, его современник, немец Адольф Дистервег, в своей популярной книге по астрономии отмечал, что название «световой год» не очень понятно[6]. В 1868 году английский научный журнал упомянул об этой единице как используемой немцами[7]. А Артур Эддингтон в своей монографии (1914 год) назвал световой год «неудобной и неподходящей (англ. irrelevant) единицей, которая иногда проникает из популярных в технические материалы»[8].

Числовые значения[править | править код]

Световой год равен:

  • 365,25 св. суток (точно)
  • 8766 св. часов (точно)
  • 525 960 св. минут (точно)
  • 31 557 600 св. секунд (точно)
  • 9 460 730 472 580 800 метрам (точно) ≈ 9,46⋅1015 метров
  • 63 241,077 астрономической единицы (а. е.)
  • 0,306601 парсека

Связанные единицы[править | править код]

Нижеприведённые единицы используются довольно редко, обычно лишь в популярных публикациях:

  • 1 световая секунда = 299 792,458 км (точно)
  • 1 световая минута = 17 987 547,48 км (точно)
  • 1 световой час = 1 079 252 848,8 км (точно)
  • 1 световые сутки = 25 902 068 371,2 км (точно)
  • 1 световая неделя = 181 314 478 598,4 км (точно)
  • 1 световой месяц = 788 394 206 048,4 км (1/12 светового года)
  • 1 световой год = 9 460 730 472 580,8 км

Расстояние в световых годах[править | править код]

Световой год удобен для качественного представления масштабов расстояния в астрономии.

Масштаб Значение (св. лет) Описание
Секунды 4⋅10−8 Среднее расстояние до Луны приблизительно равно 380 000 км. Это значит, что лучу света, испущенному с поверхности Земли, потребуется около 1,3 секунды, чтобы достичь поверхности Луны.
Минуты 1,6⋅10−5 Одна астрономическая единица равна приблизительно 150 миллионам километров. Таким образом, свет доходит от Солнца до Земли примерно за 500 секунд (8 минут 20 секунд).
Часы 0,0006 Среднее расстояние от Солнца до Плутона приблизительно равно 5,25 световым часам.
0,0016 Аппараты серий «Пионер» и «Вояджер», летящие за пределы Солнечной системы, примерно за 30 лет, прошедшие после запуска, удалились на расстояние около ста астрономических единиц от Солнца, и время, за которое запросы с Земли достигают их, приблизительно равно 14 часам.
Год 1,6 Внутренний край гипотетического облака Оорта расположен в 50 000 а. е. от Солнца, а внешний — в 100 000 а. е. Чтобы преодолеть расстояние от Солнца до внешнего края облака, свету потребуется около полутора лет.
2,0 Максимальный радиус области гравитационного влияния Солнца («Сферы Хилла») — примерно 125 000 а. е.
4,2 Ближайшая к нам звезда (не считая Солнца), Проксима Центавра, расположена на расстоянии 4,2 св. года.
Тысячелетия 26 000 Центр нашей Галактики находится на расстоянии приблизительно в 26 000 световых годах от Солнца.
100 000 Диаметр диска нашей Галактики — 100 000 световых лет.
Миллионы лет 2,5⋅106 Ближайшая к нам спиральная галактика M31, знаменитая галактика Андромеды, удалена от нас на 2,5 млн световых лет.
3,14⋅106 Галактика Треугольника (M33) располагается в 3,14 млн световых лет от нас и является наиболее удалённым стационарным объектом, видимым невооружённым глазом.
5,8⋅107 Ближайшее скопление галактик, скопление Девы, удалено от нас на 58 миллионов световых лет.
Десятки миллионов световых лет Характерный размер скоплений галактик по диаметру[9].
1,5⋅108 — 2,5⋅108 Гравитационная аномалия «Великий аттрактор» располагается на расстоянии 150—250 миллионов световых лет от нас.
Миллиарды лет 1,2⋅109 Великая стена Слоуна — одно из крупнейших образований во Вселенной, размеры её около 350 Мпк. Чтобы свет преодолел её из конца в конец, потребуется около миллиарда лет.
1,38⋅1010 Размер причинно-связанной области Вселенной. Вычисляется из возраста Вселенной и максимальной скорости передачи информации — скорости света.
4,57⋅1010 Сопутствующее расстояние от Земли до края наблюдаемой Вселенной в любом направлении; сопутствующий радиус наблюдаемой Вселенной (в рамках стандартной космологической модели Лямбда-CDM).

Галактические масштабы расстояний

Примечания[править | править код]

  1. ↑ 1 2 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Росстандарт. Дата обращения: 21 мая 2017. Архивировано из оригинала 18 сентября 2017 года.
  2. ↑ 1 2 3 4 The IAU and astronomical units. Дата обращения: 25 марта 2017. Архивировано 22 октября 2009 года.
  3. ↑ равный по определению 365,25 стандартных суток по 86 400 секунд СИ, или 31 557 600 секунд СИ
  4. ↑ Bessel, Friedrich (1839). “On the parallax of the star 61 Cygni”. London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. 14: 68—72. Архивировано из оригинала 2020-08-03. Дата обращения 2020-09-11.
  5. ↑ Ule, Otto (1851). “Was wir in den Sternen lesen”. Deutsches Museum: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben. 1: 721—738. Архивировано из оригинала 2020-08-04. Дата обращения 2020-09-11.
  6. ↑ Diesterweg, Adolph Wilhelm. Populäre Himmelskunde u. astronomische Geographie. — 1855. — P. 250. Архивная копия от 4 августа 2020 на Wayback Machine
  7. ↑ The Student and Intellectual Observer of Science, Literature and Art. — 1868. Архивная копия от 4 августа 2020 на Wayback Machine
  8. ↑ Stellar movements and the structure of the universe. Дата обращения: 1 ноября 2014.
  9. ↑ Крупномасштабное распределение галактик. Дата обращения: 7 июля 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.

Литература[править | править код]

  • David Mermin. It’s About Time: Understanding Einstein’s Relativity. — Princeton, New Jersey : Princeton University Press, 2009. — P. 22. — ISBN 978-0-691-14127-5.

Ссылки[править | править код]

  • Световой год // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  • International Organization for Standardization. 9.2 Measurement units (англ.)
  • Bruce McClure. How far is a light-year? EarthSky (31 июля 2018). Дата обращения: 15 октября 2019.
  • Marc Sauvage, Table of astronomical constants, <http://marc.sauvage.free.fr/astro_book/Cts_pages/astro.html> Архивная копия от 11 декабря 2008 на Wayback Machine
  • Певецкий А.А. Световой год. на mirax.space
Источник


Загрузить PDF


Загрузить PDF

Многие полагают, что световой год — это единица измерения времени, потому что здесь присутствует слово «год». На самом деле световой год является единицей измерения расстояния. Например, если вы когда-либо говорили другу, что находитесь в пяти минутах ходьбы от него, вы использовали время как единицу измерения расстояния.[1]
 Во вселенной расстояние между небесными телами огромно, поэтому астрономы пользуются световым годом, потому что эта единица измерения расстояния во много раз больше километра или метра. Чтобы вычислить световой год (в километрах), нужно перемножить скорость света и количество секунд в году.

  1. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 1

    1

    Запомните определение светового года. Светлый год — это единица измерения расстояния, равная дистанции, которую проходит луч света за один год. Расстояния во вселенной настолько велики, что астрономы пользуются световыми годами. Если расстояния во вселенной измерять в километрах, придется работать с огромными и неудобными числами.[2]

    • В астрономии используется еще одна единица измерения расстояния — парсек. Один парсек равен 3,26 световых лет. Эта единица измерения также служит для упрощения вычислений и представления расстояний в астрономии.[3]

  2. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 2

    2

    Запишите формулу для вычисления расстояния. Из физики известно, что расстояние равно произведению скорости на время: d = v x t. (Расстояние «d» также обозначается как «S»). Таким образом, световой год = (скорость света) x (один год). Скорость света обозначается как «c», поэтому формулу можно записать так: d = c x t, где d — расстояние, c — скорость света, t — время.[4]

    • Чтобы вычислить значение светового года в километрах, скорость света должна измеряться в километрах в секунду (км/с).
    • Также нам понадобится количество секунд в одном году (365 дней).

  3. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 3

    3

    Запишите скорость света (в вакууме). Она равна 299792 км/с ≈ 300000 км/с.[5]

    • Скорость света можно записать в экспоненциальном формате: 3 x 105 км/с.

  4. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 4

    4

    Вычислите количество секунд в году. Для этого нужно перемножить количество дней в году, количество часов в одном дне, количество минут в одном часе и количество секунд в одной минуте.

    • 1 год x 365 дней/год x 24 часа/день x 60 минут/час x 60 секунд/минута = 31536000 секунд.[6]
    • Это число также можно записать в экспоненциальном формате: 3,154 x 107.

  5. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 5

    5

    Подставьте значения в формулу. Теперь, когда вам известны значения скорости света и времени, подставьте их в формулу d = c x t и вычислите световой год. Вместо «с» подставьте 3 x 105 км/с, а вместо «t» подставьте 3,15 x 107 с.[7]

    • d = c x t
    • d = (3 x 105) x (3,154 x 107)
    • d = 9,5 x 1012 км, то есть 9,5 триллионов километров.

  6. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 6

    6

    Вычислите расстояние в метрах. Чтобы вычислить световой год в метрах, вместо скорости света в километрах в секунду подставьте значение скорости света в метрах в секунду: с = 3 x 108 м/с. Количество секунд в году останется прежним.[8]

    • d = c x t
    • d = (3 x 108) x (3,154 x 10 7)
    • d = 9,5 x 1015 м.

    Реклама

  1. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 7

    1

    Определите расстояние, которое нужно преобразовать. Лучше, если оно будет представлено в километрах. Нет смысла преобразовывать расстояние, измеренное в меньших единицах (например, в метрах или сантиметрах), но вы можете попробовать, если вам это интересно.

    • Чтобы преобразовать метры в километры, разделите значение в метрах на 1000.[9]
    • Чтобы преобразовать сантиметры в километры, разделите значение в сантиметрах на 100000.

  2. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 8

    2

    Определите правильный коэффициент преобразования. Выясните, в каких единицах измерения представлено расстояние, которое нужно преобразовать в световые годы. Для расстояний, измеренных в километрах и метрах, коэффициент преобразования будет разным.

    • Чтобы километры преобразовать в световые годы, значение в километрах разделите на 9,5 x 1012.[10]
    • Чтобы метры преобразовать в световые годы, значение в метрах разделите на 9,5 x 1015.[11]

  3. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 9

    3

    Исходное расстояние разделите на коэффициент преобразования. Теперь, когда вы знаете коэффициенты преобразования, исходное расстояние разделите на соответствующий коэффициент, чтобы представить расстояние в световых годах. Если вы работаете с большими числами, записывайте их в экспоненциальном формате.

    • Например: космический объект находится на расстоянии 14,2 x 1014 км от Земли. Представьте это расстояние в световых годах.
    • Здесь исходное значение нужно разделить на следующий коэффициент преобразования: 9,5 x 1012.
    • Разделите: 14,2 x 1014 / 9,5 x 1012 = 1,5 x 102 = 150 световых лет.
    • Космический объект находится на расстоянии 150 световых лет от Земли.

  4. Изображение с названием Calculate a Light Year Step 10

    4

    Если вы не справляетесь с задачей, попросите о помощи. Помощь можно получить со стороны одноклассников (однокурсников) или учителя (преподавателя). Также дополнительную информацию можно поискать в интернете и в учебнике. Не стесняйтесь обращаться за помощью, если она вам нужна.

    • Помните, что когда вы решаете задачу, помощь можно получить разными способами.

    Реклама

Об этой статье

Эту страницу просматривали 20 012 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Размеры видимой вселенной очень велики. А той, которую мы пока не можем увидеть, еще больше. И измерять ее размер в стандартных километрах или метрах – это получать невообразимое количество цифр. Поэтому для таких расстояний ввели новую единицу – световой год. И это мера именно длины, а не времени, как может показаться из названия.

Телеграмм-канал Космос нас ждет – больше космоса и красоты. Подписывайтесь!

Световой год – это мера расстояния

Хоть в названии этой единицы присутствует слово «год», а «год» – это величина, измеряющая время, «световой год» – является величиной измеряющей расстояние.

Представьте себе ситуацию: вы едите на машине со скоростью 100 км/ч. И до соседнего города как раз 100 километров. Следовательно, вы доедите туда ровно за один час (без учета пробок и т.п.). Выходит, что расстояние до соседнего города равно «1 часу езды на машине».

Но машина может ехать с разной скоростью, и тут бы надо уточнить при какой именно скорости. Поэтому пользоваться таким определением расстояния не очень удобно.

Световой год общие сведения

Как известно, из теории относительности Эйнштейна скорость света является инвариантом – неизменной величиной, независящей от выбора системы отсчета. То есть неважно, находитесь вы на Земле или мчитесь сквозь пространство на космическом корабле, чья скорость близка к скорости света, и в том, и в другом случае скорость света будет одна и та же.
А это значит, что тот путь, который пройдет свет за определенное время, всегда будет точно известен – ведь скорость света неизменна.

Таким образом, световой год – это расстояние, которое проходит свет в вакууме за время, равное одному юлианскому году (365 с четвертью дней).

Скорость света

Скорость света величина конечная, хоть это сложно представить. За одну секунду свет проходит расстояние 299792458 метров, т.е. его скорость равна 299792458 м/с или 1079252848,8 км/ч или 299792,458 км/с.

Скорость света считается непреодолимой скоростью для физических тел (по крайней мере, в нашей части Вселенной). Единственный, кто может двигаться с такой скоростью – это безмассовый фотон.

Со скоростью света бьют молнии, течет ток в проводах и распространяются электромагнитные волны.

Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Как определили скорость света

С какой скоростью свет достигает темных уголков комнаты при зажигании свечи – всегда интересовала людей. Но самые первые размышления на эту тему приходили к выводу, что скорость света мгновенная.

Однако, это не так.

И первым, кто решил узнать точную цифру, стал Олаф Ремер. В 1676 году, наблюдая за спутником Юпитера Ио, он заметил, что время, которое длится затмение Юпитером спутника зависит от того, как именно находятся Земля и Юпитер. Если наша планета близка к самой большой планете, то временной промежуток уменьшается. И наоборот, если дальше – увеличивается.

Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Ремер получил значение скорости света 214000 км/с. Такое расхождение обусловлено грубостью тогдашних приборов измерения.

В 1728 году Джеймс Бредли получил максимально близкую величину скорости света – 301000 км/с. Он измерял положение звезды относительно того, как Земля обращается вокруг Солнца.

В 1849 году, в земных условиях, измерением скорости света занялся Арман Физо. Французский физик пропускал луч света через диск с зубчиками, который отражался от зеркала и возвращался обратно, проходя расстояние 8 километров. Его измерения дали значение 315000 км/с.

Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Многие физики и астрономы измеряли скорость света и получали значения максимально близкое к истинному. И только в 1983 году на Генеральной конференции по мерам и весам была принято окончательное значение, ставшее фундаментальным в физике.

Чему равен 1 световой год в километрах

Так как мы уже выяснили, что световой год – это расстояние, то для перевода в километры надо сделать следующее:

  1. Перевести дни года в часы ​( 365,25 * 24=8766 )​ часов.
  2. Умножаем скорость света, измеряемую в километрах на количество часов ​( 1079252848,8 * 8766=9460730472580,8 )​ километров или 9,46 триллионов км.

Таким образом, если вы едите на машине со скоростью 100 км/ч, то один световой год преодолевается за 10799920,63 года.

Если же двигаться со скоростью МКС (7,9 км/с), то световой год будет пройден за 37 974,4 года, т.е. за 37 тыс. лет.

Чему равен 1 световой год

Не так часто, но все же используются такие величины расстояний:

Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Сколько световых лет от Солнца до Земли

Для определения расстояния между Солнцем и Землей в световых годах, надо расстояние до Солнца поделить на скорость света, получим 499 секунд = 8,3 минуты = 0,0000158 световых лет. Таким образом, свет от Солнца до Земли идет 8 минут и 18 секунд.

Сколько световых лет от Земли до Луны

Аналогичную процедуру надо сделать и здесь. Поделив расстояние от Луны до Земли на скорость света, получаем 1,28 секунды = 0,02 минуты = 0,00000004 световых лет.

Фотон, движущийся между Землей и Луной, все пропорции соблюдены
Фотон, движущийся между Землей и Луной, все пропорции соблюдены

Подобные расстояние слишком малы, для того чтобы измерять их в световых годах.

Зачем нужны световые годы

Такая единица необходима, чтобы можно было измерить расстояния за пределами Солнечной системы, когда в километрах это делать уже просто неудобно.

Например, Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 светового года.

Остальные видимые звезды и того дальше. Не исключено, что этих звезд уже нет, но свет от них мы продолжаем наблюдать, тем самым «заглядывая в прошлое» Вселенной.

Альтернативы световым годам

Но даже столь невообразимое по своей величине расстояние не всегда удобно для измерения дальнего космоса. Для этого астрономы ввели новую величину – парсек – который равен 3,26 световым годам или 30,857 триллионов километров.

Примеры расстояний в световых годах

Продолжая отвечать на вопрос «Зачем нужны световые года?» можно привести примеры расстояний, которые в световых годах не требуют слишком много цифр. Например:

Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Если Вам понравилась статья:

Источник


Рубрика: Астрономия для чайников

Что такое световой год?

Опубликовано 14.08.2019   ·  
Комментарии: 0

  ·  
На чтение: 7 мин
  ·  
Просмотры:


Post Views:
88 068

Астрономия, как и любая наука, имеет свою терминологию, которая кажется странной и непонятной для человека мало с ней знакомого. Что такое элонгация? А перигей? Пульсары и квазары — это одно и то же или нет? Один из вопросов, который очень часто задают заинтересовавшиеся астрономией люди, звучит так: что такое световой год?

В этом термине вроде оба слова понятны, а вместе создают путаницу. «Световой год» — это мера чего? Времени? Тогда неплохо бы узнать, сколько длится световой год? Другими словами, световой год это сколько наших обычных земных лет? С другой стороны, многие замечали, что термин этот применяется, когда речь идет о расстояниях до космических объектов. Например, «до центра Галактики — 30000 световых лет», или «до Сириуса — 8,6 световых лет». Встает вопрос, как можно расстояние измерять временем?

Попробуем ответить максимально просто.

Содержимое

  • 1 Световой год — это мера расстояния
    • 1.1 Скорость света
  • 2 Чему равен 1 световой год?
  • 3 1 световой год в километрах
    • 3.1 Сколько световых лет от Солнца до Земли?
    • 3.2 Сколько световых лет от Земли до Луны?
  • 4 Зачем нужны световые годы?

Световой год — это мера расстояния

Первое, что нужно четко уяснить, — световой год это не мера времени, а мера расстояния в астрономии, такая же как метр или километр, миля или аршин в обычной жизни. Чтобы понять это, вспомните, как можно измерить расстояние, если нельзя это сделать напрямую, с помощью линейки или землемерного циркуля?

Как известно, расстояние, пройденное телом, равно скорости движения тела, умноженное на время движения (или s = v × t).

Теперь представьте, что вы пошли в магазин, до которого ровно три километра. И вы пошли со скоростью ровно 3 км/ч. Вопрос: за какое время вы дойдете до магазина? Очевидно, ровно за час! Поэтому можно сказать, что расстояние до магазина равно 3 км, а можно сказать, что оно равно 1 «человеческий час».

Но в «человеческих часах» расстояние никто не измеряет, потому что все мы ходим с разной скоростью. И даже один человек ходит по-разному: опаздывая на троллейбус, он почти бежит, а в парке неторопливо прогуливается. Значит, и время t, чтобы преодолеть расстояние до магазина, всегда будет разным.

Но что, если скорость движущегося тела будет всегда постоянна? Вне зависимости, куда, в каком направлении оно идет и при каких обстоятельствах проводятся измерения? Тогда, конечно, расстояние можно было бы измерять при помощи времени его перемещения, ведь в таком случае v в формуле постоянно и s зависит только от t.

Подождите, скажете вы, а разве есть такой объект, который движется всегда — всегда! — с постоянной скоростью?

Скорость света

Такой объект есть, и это свет! Как известно, скорость света в вакууме постоянна и равна 299 тысяч 792 километра и 458 метров в секунду или, округляя, 300000 км/с.

То есть за 1 секунду луч света проходит 300000 километров! Неплохо, правда? Если научиться каким-то образом измерять точное время, за которое свет преодолевает расстояние до объекта, то мы узнаем и расстояние до него!

Как это сделать? Ну, например, мы можем взять мощный лазер и посветить им в сторону Луны. Лазерный луч долетит до Луны, часть света отразится от ее поверхности и полетит в обратном направлении. В момент, когда он вернется на Землю и попадет в наши глаза, мы увидим на Луне световой зайчик. Если мы точно измерим промежуток времени между включением лазера и появлением на поверхности Луны зайчика, и умножим это время на скорость света, то мы узнаем расстояние, которое прошел лазер до Луны и обратно. Разделим это расстояние пополам и узнаем расстояние до Луны!

телескопы Европейской южной обсерватории

Лазерный луч, создающий в небе искусственную звезду для оценки состояния атмосферы. Скорость света этого луча постоянна! Но в атмосфере она несколько меньше, чем в вакууме. Фото: ESO

Примерно так астрономы в XX веке измерили многие расстояния в Солнечной системе. Например, они провели радиолокацию Венеры — послали в сторону планеты радиосигнал и дождались его возвращения назад. Радиоволны движутся со скоростью света, время возвращения ученые измерили очень тщательно и затем по формуле s = v × t посчитали расстояние между Землей и планетой Венера. Теперь мы знаем его с точностью в несколько метров.

Еще раз: почему вообще расстояние можно измерять при помощи света? Потому что скорость света в вакууме постоянна! (Тут надо бы добавить, в инерциальных системах отсчета, но не будем пока усложнять.) В отличие от скорости людей, автомобилей и ракет.

Чему равен 1 световой год?

Теперь вернемся к тому, с чего начали. Дадим определение: световой год — это расстояние, которое свет (двигаясь всегда — всегда! — с постоянной скоростью 300000 км/с) проходит ровно за один год!

Получается какое-то очень большое число, не правда ли? Если за секунду свет преодолевает 300 тысяч километров, то за минуту в 60 раз больше — 18 миллионов километров. Значит, за час он пройдет 1 миллиард 80 миллионов километров! (Вот мы и узнали, чему равен «световой час»! А заодно подсчитали скорость света в км/ч!)

1 световой год в километрах

Теперь, чтобы подсчитать, сколько километров в световом году, нам надо узнать, сколько в году часов. В сутках 24 часа, а в году 365,25 суток (каждый четвертый год — високосный). Следовательно, в году 24 × 365,25 = 8766 часов. (На самом деле чуть меньше, 8760 часов. Просто мы взяли грубое число суток в году.)

Итак, чтобы найти, чему равен 1 световой год в километрах, нам надо скорость света в км/ч умножить на количество часов в году. Получается 9461 миллиард километров. Итак, 1 световой год равен 9,46 триллионов километров!

Какое-то сумасшедшее число!

Если бы магазин находился на таком расстоянии от вашего дома, то, двигаясь с привычной скоростью 3 км/ч, вы шли бы до него 360 миллионов лет… Долго получается, не правда ли?

Лучше поехать на машине. Двигаясь со скоростью 100 км/ч, автомобиль преодолеет расстояние в световой год за 10 миллионов 800 тысяч лет. Тоже не вариант. Значит, нужен самолет! Обычный пассажирский самолет пролетит световой год «всего лишь» за 1 миллион лет.

Может быть, поможет ракета? Космонавты летают вокруг Земли со скоростью около 8 км/с или 28800 км/ч. Даже с такой скоростью им потребуется 37500 лет, чтобы добраться до магазина.

Сколько световых лет от Солнца до Земли?

Теперь давайте решим обратную задачу — посчитаем расстояние от Солнца до Земли в световых годах. Для этого расстояние от Солнца до Земли в километрах разделим на длину светового года. Среднее расстояние до Солнца (она же астрономическая единица) равно 150 миллиона км, световой год равен 9,46 триллиона км. Делим первой на второе, получаем 0,000016.

Итак, расстояние от Солнца до Земли равно 0,000016 световых лет. Или… 8 световых минут.

Сколько световых лет от Земли до Луны?

Луна находится гораздо ближе Солнца, среднее расстояние до нашего спутника 384000 км или чуть больше световой секунды. Сколько это в световых годах? Делим 384 тысячи км на длину светового года в км (все те же 9,46 триллиона км) и получаем число 0,000000041 световых лет. (Я мог ошибиться, пересчитайте, если не верите.)

Ясно, что расстояние до Луны измерять в световых годах глупо. Но тогда встает вопрос:

Зачем нужны световые годы?

Ответ прост: чтобы измерять расстояния за пределами Солнечной системы!

  • Ближайшая звезда к Солнцу, Про́ксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года. То есть свету нужно путешествовать 4,2 года, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Проксимы.
  • Большинство звезд, которые мы видим на небе ясной ночью, находятся от нас на расстоянии в десятки и сотни световых лет!
  • Звезда Денеб в Летнем треугольнике находится от нас на расстоянии 2500 световых лет.
  • До центра нашей галактики (она называется Млечный Путь) — 30000 световых лет.
  • Диаметр Млечного Пути — 100000 световых лет.
  • До ближайшей крупной спиральной галактики, Туманности Андромеды — 2,5 миллиона световых лет.
  • От Земли до центра крупного скопления галактик в созвездии Девы — 65 миллионов световых лет.
  • До ближайших квазаров — 3 миллиарда световых лет.
  • Наконец, до края наблюдаемой Вселенной — почти 14 миллиардов световых лет.

Попробуйте-ка пересчитать эти расстояния на километры! Не хочется? Вот и астрономы не хотят считать.

PS. Что и говорить, на машине такие пространства не объедешь…


Post Views:
88 068

Источник


Download Article


Download Article

At first glance, you may think that a light year is a measure of time given that it has the word year in it. Light years are actually a measure of distance that uses light as a standard. If you have ever told a friend you are about five minutes away, you have also used time as a measure of distance.[1]
 The distances between stars across the universe are very great, so astronomers use light years as a larger unit than miles or kilometers. To calculate the actual distance of a light year, you simply need to multiply the speed of light by the number of seconds in a year.

  1. Image titled Calculate a Light Year Step 1

    1

    Define the light year. A light year is a measure of distance equal to how far light travels in one Earth year. Because distances across the universe are so large, astronomers use light years. Without light years, discussing the distance between two stars would require the use of large, unruly numbers.[2]

    • Another measure of distance you may come across when learning astronomy is the parsec. It is equal to 3.26 light years. It is another way to simplify the numbers used to calculate and discuss astronomical distances.[3]

  2. Image titled Calculate a Light Year Step 2

    2

    Write the formula for distance. Using the common physics formula, distance equals rate times time or d = r x t, you can calculate how long a light year is: Light Year = (speed of light) x (one year). Since speed of light is represented by the variable “c”, you can rewrite the equation as d = c x t, where d is the distance of a light year, c is the speed of light and t is time.[4]

    • If you want to know the distance of a light year in kilometers, you will need to find the speed of light in kilometers per second. If you want miles, you will need the speed of light in miles per second.
    • You need to know the number of seconds in one Earth year for this calculation.

    Advertisement

  3. Image titled Calculate a Light Year Step 3

    3

    Define the speed of light. Light in a vacuum travels at a velocity of 186,000 miles per second. This is the equivalent of 299,792 kilometers per second or 670,616,629 miles per hour.[5]
     Here we will use the velocity in miles-per-second.

    • For this calculation we will use the speed of light, c, equals 186,000 miles per second. This can be rewritten in scientific notation as 1.86 x 105 miles per second.

  4. Image titled Calculate a Light Year Step 4

    4

    Calculate the number of seconds in a year. To find the number of seconds in a year, you will do a series of multiplications by conversions units. To convert years to seconds you will multiply the number of days in a year times the number of hours in a day, times the number of minutes in an hour, times the number of seconds in a minute.

    • 1 year x 365 days/year x 24 hours/day x 60 minutes/hour x 60 seconds/minute = 31,536,000 seconds.[6]
    • Again, we can rewrite this large number using scientific notation as 3.154 x 107.

  5. Image titled Calculate a Light Year Step 5

    5

    Plug variables into equation and solve. Now that you have defined the variables for speed of light and time, you can plug them into the equation d = c x t and solve for the distance of a light year. Replace c with 1.86 x 105 miles per second and time with 3.15 x 107 seconds.[7]

    • d = c x t
    • d = (1.86 x 105) x (3.154 x 107 seconds)
    • d = 5.8 x 1012 or 5.8 trillion miles.

  6. Image titled Calculate a Light Year Step 6

    6

    Calculate the distance in kilometers. If you wanted to calculate in kilometers, simply replace the speed of light with the speed in kilometers per second: 3.00 x 105. The time in seconds remains the same because there is no conversion required.[8]

    • d = c x t
    • d = (3.00 x 105) x (3.154 x 107 seconds)
    • d = 9.46 x 1012 or 9.5 trillion kilometers.

    7. Advertisement

  1. Image titled Calculate a Light Year Step 7

    1

    Identify the distance you want to convert. Before you begin, you will want to make sure that whatever distance you are working with is either in miles (if using Imperial units) or in kilometers if working with metric. It doesn’t make much sense to convert smaller distances into light years, but you can if you’re curious.

    • To convert feet into miles, remember that there are 5,280 feet in a mile: x ft (1 mile/5280 ft) = miles.[9]
    • To convert meters into kilometers, simply divide by 1000: x m (1 km/1000 m) = km.

  2. Image titled Calculate a Light Year Step 8

    2

    Determine the correct conversion factor. You need to identify the units for the distance that you’re converting to light years. If you’re converting from kilometers to light years, you will use a different conversion factor than if you’re converting from miles.

    • To convert from kilometers to light years, you will use: 1 light year/(9.46 x 1012 km).[10]
    • To convert from miles to light years, you will use: 1 light year/(5.88 x 1012 miles).[11]

  3. Image titled Calculate a Light Year Step 9

    3

    Multiply the original distance by the conversion factor. Once you have determined the proper conversion factor, you can multiply by the original distance to obtain the distance in light years. When numbers are large, it is best to use scientific notation.

    • For example: If you knew that an object was approximately 14.2 x 1014 miles away from Earth, how many light years would that be?
    • Use the miles conversion factor: 1/(5.88 x 1012)
    • Multiply: (14.2 x 1014) x (1/(5.88 x 1012)) = 2.41 x 102 = 241 light years.
    • The object is 241 light years away.

  4. Image titled Calculate a Light Year Step 10

    4

    Find help. You can always ask for assistance from your teacher and fellow students. There are also many resources online and in your text book to help you when converting to light years. Don’t hesitate to ask for extra help if you need it.

    • Remember, there are always multiple ways to get help when looking for an answer.

    5. Advertisement

Add New Question

  • Question

    Is it true that if our sun suddenly blew up, we wouldn’t know it for 8 minutes?

    Donagan

    Yes, slightly more than eight minutes.

  • Question

    How do I convert light year into km?

    TomPN

    One light year is 9.5 million million km, so multiply the number of light years by 9.5 million million (or 9.5 trillion).

  • Question

    How do I calculate how many light years Alpha Centauri is from the sun?

    Community Answer

    It cannot be calculated, only observed. For example, the observed stellar distance of Alpha Centauri from Earth is 4.367 light years.

See more answers

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Advertisement

Video

Thanks for submitting a tip for review!

References

About This Article

Article SummaryX

One light year is equal to 5.8 trillion miles. To calculate this number, use the formula d = c × t, where d is 1 light year, c is the speed of light, and t is the number of seconds in 1 year. The speed of light is equal to 186,000 miles per second, or the time it takes for light to travel in a vacuum. The number of seconds in 1 year is equal to 31,536,000 seconds. Plug these values into the formula and solve for d. For more help, like how to convert distances into light years, read on.

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 279,781 times.

Reader Success Stories

  • Stephen Heneghan

    Stephen Heneghan

    Dec 28, 2016

    “I am just starting to discover (and wanting to discover) more about Astrology. Having discovered your website, I…” more

Did this article help you?

Источник

Добавить комментарий