Что измеряется световыми годами ответ
Что такое световой год?
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!
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!
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…
Что измеряется световыми годами?
ЧТО ИЗМЕРЯЕТСЯ СВЕТОВЫМИ ГОДАМИ?
Узнайте, что измеряется световыми годами. Световой год – незаменимая единица измерения для всех, кто пытается понять космос.
Для неученых, однако, световой год может являться загадочной концепцией. Это единица расстояния, хотя это может также звучать как единица времени. Добавляют в путаницу научно-фантастические фильмы и телешоу, которые регулярно запутываются в определениях.
Что измеряется световыми годами: насколько это далеко?
Световой год – это расстояние, которое луч света проходит в вакууме за один год. Важно здесь подчеркнуть слово “вакуум”, поскольку свет замедляется при прохождении через какое-либо вещество. (Например, в воде он путешествует примерно на 25 процентов медленнее.) Большинство Вселенной это почти идеальный вакуум, поэтому астрономы обычно могут считать, что свет движется с максимальной скоростью.
Почему астрономы измеряют расстояние в световых годах?
Знакомые нам единицы, такие как километры и мили, абсурдно малы для описания пространств космоса. Возьмем пример Проксиму Центавру, ближайшую звезду к Солнцу. Можно сказать, что она примерно на расстоянии 24 900 000 000 000 миль – или, сэкономив много букв, можно назвать расстояние в 4,24 световых лет.
Большинство звезд, которые вы видите ночью, находятся на расстоянии нескольких сотен световых лет от Земли. Галактика Млечный Путь, в котором мы живем, имеет круглый диаметр 100 000 световых лет. Галактика Андромеда находится на расстоянии 2,54 миллиона световых лет – это большое количество, но все же гораздо более удобоваримое, чем “14 квинтиллионов, 900 квадриллионов миль”.
Итак, световые годы – это лишь мера расстояния, а не времени?
Строго говоря, да. Световой год – это единица измерения расстояния. Если вы хотите избежать неразберихи, вы можете остановиться на этом.
Но есть еще одна увлекательная сторона истории о световом годе. Поскольку свет движется с конечной скоростью, все, что вы видите уже устарело: ваш взгляд на мир действительно является изображением того, как выглядели вещи в тот момент, когда их свет начал двигаться к вам.
Если вы смотрите через комнату, отставание составляет всего миллиардные доли секунды – это совершенно незаметно. Посмотрите на луну, и вы увидите ее такой, какой она была примерно секунду-полторы назад. Посмотрите на закат, и вы увидите солнце 8,3 минут назад.
Эффект гораздо более выражен на примере звезд. Они находятся на расстоянии многих световых лет, поэтому, глядя на них, ты смотришь сквозь прошедшие годы.
Что измеряется световыми годами? (photo: earthinthesollar.weebly.com)
Сириус, самая яркая звезда на небе, находится на растоянии в 8,6 световых лет от Земли, что означает, что свет, который вы видите, покинул ее 8,6 лет назад. Иными словами, мы всегда видим Сириус таким, каким она была 8,6 лет назад. Денеб, известная летняя звезда в созвездии Лебедя, находится на расстоянии примерно 2500 световых лет. Ее мерцающее сияние отправилось к нам в то время, когда был жив Аристотель.
Короче говоря, ответ на вопрос – что измеряєтся световыми годами – это расстояние, но сам свет обеспечивает своеобразную машину времени, позволяющую нам наблюдать за космосом таким, каким он был намного раньше.
Как мы знаем про скорость света?
Основное понимание этого пришло от Оле Ремера, датского астронома XVII столетия. В течение 1660-х годов он изучал один из спутников Юпитера Ио, когда заметил что-то странное: когда Юпитер и Земля находились на самом большом расстоянии друг от друга, Ио проскользнул в тень Юпитера на несколько минут позже, чем предполагали астрономы. Когда две планеты были ближе всего, событие, казалось, произошло на несколько минут раньше.
Ремер понял, что задержка не имеет ничего общего с Ио. Скорее, это была иллюзия, вызванная во время, когда свет проходит дополнительное расстояние, когда Земля и Юпитер находятся на противоположных сторонах Солнца. Его расчеты показали, что свет проходит 131 000 миль в секунду – очень точная оценка, учитывая, что он выполнял эту работу только через 60 лет после изобретения телескопа.
Кто придумал термин световой год?
“Концепция скорости света как измерение расстояния уже сложилась в конце XVII века после того, как Ромер открыл конечную скорость света”, – говорит Фредерик Арен, астроном и историк науки из Парижской обсерватории.
Кто придумал термин световой год? (photo: theuijunkie.com/)
Люди увлеклись этой идеей так быстро, что невозможно придать пальму первенства любому отдельному человеку.
Переломный момент наступил в 1838 году, когда немецкий астроном Фридрих Бессель измерил точное расстояние до звезды 61 Cygni. Описывая огромное расстояние, которое он получил, Бессель написал, что «свету нужно 10,3 года, чтобы преодолеть это расстояние». Это ближайший момент, от которого мы можем отсчитывать родившуюся конкретную концепцию светового года.
В течение нескольких десятилетий световой год стал обычным явлением в научно популярной литературе. Но Арену говорит, что профессиональные астрономы долго сопротивлялись использованию этого термина – и по странной причине. Они считали световой год недостаточно научным, поскольку его невозможно измерить напрямую.
Как астрономы измеряют расстояния в световых годах?
Бессель рассчитал расстояние до 61 Cygni, наблюдая ее параллакс, очевидное движение вперед-назад в небе, вызванное движением Земли вокруг Солнца.
За пределами Млечного Пути, где параллаксы слишком малы даже для того, чтобы Гая мог их обнаружить, астрономы вычисляют расстояния, наблюдая определенные типы переменных звезд или взрывы сверхновых. Однако эти подходы все еще опираются на измерение параллакса как ориентир.
Поскольку их работа столь глубоко укоренена в параллаксе, астрономы обычно используют вторую единицу расстояния-парсек (на основе угла). Один парсек равен 3,26 световым годам. Иногда парсек является более научно значимым, но исследователи часто переключаются между этими двумя терминами без видимых причин.
Световой год
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).
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Созве́здия — в современной астрономии участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.
Яркие гиганты — звезды, лежащие между гигантами и сверхгигантами. С одной стороны, эти звёзды обладают светимостью, сравнимой со светимостью сверхгигантов, но с другой стороны обычно недостаточно массивны, чтобы быть классифицированы как сверхгиганты. Масса ярких гигантов может не превышать несколько масс Солнца.
Карликовые новые или звезды типа U Близнецов (U Gem, UG) являются одним из видов катаклизмических переменных звёзд — тесной двойной звёздной системой, в которой один из компонентов — белый карлик, на который аккрецируется вещество со спутника. Они похожи на классические новые звёзды в том плане, что белый карлик участвует в периодических вспышках, но механизмы вспышек разные: в классических новых звёздах вспышка — результат термоядерной реакции и детонации аккрецировавшего водорода, в то время как.
Кори́чневые ка́рлики, или бу́рые ка́рлики («субзвёзды», или «химические звёзды»), — субзвёздные объекты (с массами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 массы Солнца, или, соответственно, от 12,57 до 80,35 массы Юпитера). Как и в звёздах, в них идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но, в отличие от звёзд главной последовательности, вклад в тепловыделение таких звёзд ядерной реакции слияния ядер водорода (протонов) незначителен, и после исчерпания.
что измеряется световыми годами
Как измеряется расстояние до звезд?
Звезды достигают огромных размеров, хотя нам они кажутся маленькими точками света. Так происходит потому, что они находятся очень далеко от Земли. Действительно, хотя мы можем измерить расстояние до них, мы с трудом его представляем.
Расстояние до звезд настолько велико, что оно измеряется световыми годами, а не километрами. Световой год — это такое расстояние, которое свет проходит за год, оно равно примерно 9 646 000 000 000 километрам.
Самая ближайшая к нам звезда, которую можно увидеть невооруженным глазом, находится на расстоянии 4 световых лет. Это Альфа Центавра. Солнце — это тоже звезда. Если бы оно находилось на таком расстоянии, как Альфа Центавра, оно бы тоже казалось нам точкой света.
Вот один способ, каким астрономы измеряют расстояние до звезды. Ученые наблюдают за звез-
дой в двух положениях. Например, из двух точек, находящихся на противоположных сторонах Земли. Или из одной и той же точки, но с разницей в полгода, когда Земля поворачивается к звезде противоположной стороной. При этом звезда также меняет свое положение. Это изменение ее положения называется параллаксом. Измеряя параллакс звезды, астрономы могут вычислить расстояние до нее.
Поскольку звезды находятся очень далеко, наблюдение должно проводиться при помощи телескопа. В телескоп ученые пронаблюдали и сфотографировали миллионы звезд. Наиболее удаленные объекты, различимые только в телескоп, находятся на расстоянии тысяч миллионов световых лет.
Световой год сколько земных лет, расстояние в километрах, как измеряется, что больше светового года, где используют единицу световой год
Световой год — внесистемная единица измерения расстояния. Определяют как дистанцию, которую пройдет свет в вакууме за 365 суток. Размер вселенной настолько огромен и дистанции между объектами настолько велики, что использование привычной нам метрической системы не представляется возможным. Пространствам Земли, измеряемым в метрах, далеко до размаха Вселенной.
Световой год — сколько это земных лет
Астрономический год – единица измерения времени, тот промежуток времени, за который Земля совершает оборот вокруг Солнца.
Световой год – единица измерения межпланетных расстояний. По этой причине нельзя измерить одно другим.
Аналогичным образом можно выяснять, сколько литров составляет мощность ядерного взрыва. Мощность взрыва измеряется в тротиловом эквиваленте, а в литрах измеряется объем.
Астрономический год длится 365 дней, а световой год это дистанция, преодолеваемое светом за 365 суток.
Световой год в километрах
Для развернутого представления о понятии, приведем таблицу, в которой отразим расстояние светового года и его частей.
*Размер светового месяца приведен приближенно, так как продолжительность земных месяцев в календаре разное.
Расстояние в световых годах в астрономии
Световой год как единица измерения больших промежутков пространства очень удобен и его используют в космических дисциплинах повсеместно.
Скорость света — это наивысшая скорость распространения информации, а значит, выражая расстояние в световых годах, можно охарактеризовать, через какой промежуток времени один объект Вселенной повлияет на другой.
Вот несколько примеров:
те солнечные лучи, которые падают в данный момент на нашу планету, «оторвались» от солнечной короны ровно 8 минут 20 секунд назад;
Другие примеры можно найти в таблице №2, где показано приблизительное расстояние между Землей и некоторыми космическими объектами.
Дистанция до Земли
8,2 св. мин. Эту величину называют «астрономической единицей», она равна приблизительно 150 млн. км.
Аппараты Вояджер-1 и Вояджер-2
19 и 17 св. часов соответственно. Эти аппараты вышли за пределы Солнечной системы и ведут исследования межзвездного пространства.
Проксима созвездия Центавра
Созвездие Орион, звезда Бетельгейзе
Галактика Млечный Путь, центр
26 тысяч св. лет. Диаметр нашей родной Галактики 100 тысяч св. лет
Галактика Туманность Андромеды
2,5 миллионов св. лет
Край наблюдаемой Вселенной
4,57∙10 10
св. лет, то есть солнечным лучам лететь до края наблюдаемой Вселенной примерно через 45,7 миллиардов лет!
Если предположить, что с поверхности Земли стартовал современнейший космический корабль, и что он через некоторое время покинул Солнечную систему и движется в межзвездном пространстве на третьей космической скорости (16,7 км/сек), то:
По прошествии 180 тысяч лет он преодолеет 1 световой год.
До Проксимы Центавра такой корабль доберется за 78 тысячелетий.
Чтобы пересечь от края до края галактику Млечный путь, ему понадобится 1 млрд. 780 млн. лет.
Чтобы достичь галактики Туманность Андромеды, нашему космическому путешественнику потребуется 36 миллиардов лет. По этой причине, никто из ныне живущих людей не сможет посетить открытые в последнее время планетарные системы, на которых возможна жизнь, по причине их удаленности. Ближайшая подобная система отстоит от нас на 40 световых лет, то есть космическому кораблю на третьей космической скорости добираться до неё 600 тысяч лет!
При перечислении все этих огромных временных промежутков стоит помнить, что Солнечная система образовалась всего 4,57 млрд. лет назад, наша планета Земля – 4,54 млрд. лет назад, а Вселенная – 16 млрд. лет назад.