Как найти световых лет

Была ли эта статья полезной?

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.
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.

Примечания[править | править код]

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

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.

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!

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:
88 271

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.

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.

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.

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:

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.

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:

Если Вам понравилась статья: