כמה שנים היא שנת אור אחת. החלל החיצון ושנת האור

כדי להבין את משמעות המושג "שנת אור", צריך קודם כל לזכור את הקורס בפיזיקה של בית הספר, במיוחד את הסעיף הנוגע למהירות האור. אז, מהירות האור בוואקום, שבו הוא אינו מושפע מגורמים שונים, כגון שדות כבידה ומגנטים, חלקיקים מרחפים, שבירה של תווך שקוף וכן הלאה, היא 299,792.5 קילומטרים לשנייה. יש להבין שבמקרה זה, אור פירושו אלה הנתפסים על ידי הראייה האנושית.

יחידות המרחק הפחות מוכרות הן חודש אור, שבוע, יום, שעה, דקה ושנייה.
אור ארוך מספיק נחשב לכמות אינסופית, והאדם הראשון שחישב את המהירות המשוערת של קרני האור בוואקום היה האסטרונום אולף רומר באמצע המאה ה-17. כמובן, הנתונים שלו היו מאוד משוערים, אבל עצם קביעת הערך הסופי של המהירות חשובה. בשנת 1970, מהירות האור נקבעה בטווח של מטר לשנייה. תוצאות מדויקות יותר לא הושגו עד כה, שכן היו בעיות עם השגיאה של תקן המונה.

שנת אור ומרחקים אחרים

מכיוון שהמרחקים ב הם עצומים, מדידת אותם ביחידות מקובלות תהיה לא הגיונית ולא נוחה. על סמך שיקולים אלו הוכנסה שנת אור מיוחדת, כלומר המרחק שעובר האור בשנה המכונה יוליאנית (שווה ל-365.25 ימים). בהתחשב בכך שכל יום מכיל 86,400 שניות, ניתן לחשב שבשנה קרן אור מכסה מרחק של כמה יותר מ-9.4 קילומטרים. ערך זה נראה עצום, אולם, למשל, המרחק לכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ, פרוקסימה קנטאורי, הוא 4.2 שנים, וקוטרה של גלקסיית שביל החלב עולה על 100,000 שנות אור, כלומר, אותן תצפיות חזותיות שניתן לבצע. הציגו כעת תמונה שהתקיימה לפני מאות אלפי שנים בערך.

אלומת אור מכסה את המרחק מכדור הארץ לירח תוך כשנייה, אך אור השמש מגיע לכוכב הלכת שלנו למשך יותר משמונה דקות.

באסטרופיזיקה המקצועית, המושג של שנת אור משמש לעתים רחוקות. מדענים פועלים בעיקר עם יחידות כמו ה-parsec והיחידה האסטרונומית. פרסק הוא המרחק לנקודה דמיונית שממנה נראה רדיוס מסלול כדור הארץ בזווית של שנית קשת אחת (1/3600 של מעלה). הרדיוס הממוצע של המסלול, כלומר המרחק מכדור הארץ לשמש, נקרא היחידה האסטרונומית. פרסק הוא בערך 3 שנות אור או 30.8 טריליון קילומטרים. יחידה אסטרונומית שווה בערך ל-149.6 מיליון קילומטרים.

סולמות מרחק גלקטיים

שנת אור ( רחוב. G., ly) היא יחידת אורך מחוץ למערכת השווה למרחק שעבר האור בשנה אחת.

ליתר דיוק, לפי ההגדרה של האיגוד האסטרונומי הבינלאומי (IAU), שנת אור שווה למרחק שהאור עובר בוואקום, לא מושפע משדות כבידה, בשנה יוליאנית אחת (ששווה בהגדרה ל-365.25 ימים סטנדרטיים של 86,400 שניות SI, או 31,557 600 שניות). הגדרה זו היא המומלצת לשימוש בספרות מדעית פופולרית. בספרות המקצועית משתמשים בדרך כלל בפרסקים וכפולות של יחידות (קילו- ומגה-פארסק) במקום שנת אור כדי לבטא מרחקים גדולים.

בעבר (עד 1984), שנת אור הייתה המרחק שעבר האור בשנה טרופית אחת, המכונה עידן 1900.0. ההגדרה החדשה שונה מזו הישנה בכ-0.002%. מכיוון שיחידת מרחק זו אינה משמשת למדידות מדויקות ביותר, אין הבדל מעשי בין ההגדרות הישנות והחדשות.

ערכים מספריים

שנת אור היא:

  • 9 460 730 472 580 800 מטר (כ-9.46 פטאמטר)
  • 63,241.077 יחידות אסטרונומיות (AU)
  • 0.306601 ניתוחים

יחידות קשורות

היחידות הבאות משמשות לעתים רחוקות למדי, בדרך כלל רק בפרסומים פופולריים:

  • שנייה קלה אחת = 299,792.458 ק"מ (בדיוק)
  • דקת אור אחת ≈ 18 מיליון ק"מ
  • שעת אור אחת ≈ 1079 מיליון ק"מ
  • יום אור אחד ≈ 26 מיליארד ק"מ
  • שבוע אור אחד ≈ 181 מיליארד ק"מ
  • חודש אור אחד ≈ 790 מיליארד ק"מ

מרחק בשנות אור

שנת האור נוחה לייצוג איכותי של סולמות מרחק באסטרונומיה.

סוּלָם ערך (שנים קדושים) תיאור
שניות 4 10 -8 המרחק הממוצע אל הוא כ-380,000 ק"מ. המשמעות היא שלוקח כ-1.3 שניות עד שקרן אור הנפלטת מפני השטח מגיעה אל פני הירח.
דקות 1.6 10 -5 יחידה אסטרונומית אחת שווה לכ-150 מיליון קילומטרים. לפיכך, האור נע מכדור הארץ תוך כ-500 שניות (8 דקות 20 שניות).
שעון 0,0006 המרחק הממוצע מהשמש לכ-5 שעות אור.
0,0016 מכשירי החלוץ והסדרה, שטסו מעבר, כ-30 שנה לאחר השיגור, פרשו למרחק של כמאה יחידות אסטרונומיות מהשמש, וזמן התגובה שלהם לבקשות מכדור הארץ הוא כ-14 שעות.
שָׁנָה 1,6 הקצה הפנימי של ההיפותטי ממוקם ב-50,000 AU. ה מהשמש, והחיצונית - 100,000 א. ה.כדי לכסות את המרחק מהשמש לקצה החיצוני של הענן, האור ייקח כשנה וחצי.
2,0 הרדיוס המרבי של אזור השפעת הכבידה של השמש ("כדורי הגבעה") הוא כ-125,000 AU. ה.
4,2 הקרוב אלינו (לא סופר את השמש), פרוקסימה קנטאורי, ממוקם במרחק של 4.2 sv. של השנה.
אֶלֶף שָׁנָה 26 000 מרכז הגלקסיה שלנו נמצא במרחק של כ-26,000 שנות אור מהשמש.
100 000 קוטר הדיסק שלנו הוא 100,000 שנות אור.
מיליוני שנים 2.5 10 6 ה-M31 הקרוב אלינו ביותר, המפורסם, נמצא במרחק של 2.5 מיליון שנות אור מאיתנו.
3.14 10 6 (M33) נמצא במרחק של 3.14 מיליון שנות אור משם והוא העצם הנייח המרוחק ביותר הנראה לעין בלתי מזוינת.
5.8 10 7 הקרוב ביותר, צביר בתולה, נמצא במרחק של 58 מיליון שנות אור מאיתנו.
עשרות מיליוני שנות אור הגודל האופייני של צבירי גלקסיות בקוטר.
1.5 10 8 - 2.5 10 8 אנומליית הכבידה "המושך הגדול" ממוקמת במרחק של 150-250 מיליון שנות אור מאיתנו.
מיליארדי שנים 1.2 10 9 החומה הגדולה של סלואן היא אחת התצורות הגדולות בעולם, מידותיה הן כ-350 MPc. עד שהאור יתגבר עליו מקצה לקצה, ייקח בערך מיליארד שנים.
1.4 10 10 גודלו של אזור קשור סיבתי ביקום. זה מחושב מגיל היקום וקצב העברת המידע המרבי - מהירות האור.
4.57 10 10 המרחק העובר מכדור הארץ לקצה היקום הנצפה בכל כיוון; הרדיוס המתקרב של היקום הנצפה (במסגרת המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי של Lambda-CDM).


אין ספק, לאחר ששמעתי באיזה סרט אקשן פנטסטי את הביטוי א-לה "20 לטאטויין שנות אור", רבים שאלו שאלות לגיטימיות. אציין כמה מהם:

שנה זה לא זמן?

ואז מה כן שנת אור?

כמה קילומטרים יש לו?

כמה זמן זה ייקח שנת אורספינת חלל עם כדור הארץ?

החלטתי להקדיש את המאמר של היום להסבר המשמעות של יחידת מדידה זו, השוואתה לקילומטרים הרגילים שלנו והדגמת הסולמות עוֹלָם.

רייסר וירטואלי.

תארו לעצמכם אדם, בניגוד לכל הכללים, ממהר לאורך הכביש המהיר במהירות של 250 קמ"ש. בעוד שעתיים הוא יתגבר על 500 ק"מ, ובעוד ארבע - עד 1000. אלא אם כן, כמובן, הוא יתרסק תוך כדי...

נראה שזו המהירות! אבל כדי להקיף את כל הגלובוס (≈ 40,000 ק"מ), הרוכב שלנו יצטרך פי 40 יותר זמן. וזה כבר 4 x 40 = 160 שעות. או כמעט שבוע שלם של נהיגה רצופה!

אולם בסופו של דבר, לא נגיד שהוא עבר 40,000,000 מטר. מאז העצלות תמיד אילצה אותנו להמציא ולהשתמש ביחידות מידה חלופיות קצרות יותר.

לְהַגבִּיל.

מקורס בפיזיקה בבית הספר, כולם צריכים לדעת שהרוכב המהיר ביותר נמצא עוֹלָם- אור. בשנייה אחת, האלומה שלו מכסה מרחק של כ-300,000 ק"מ, והכדור, לפיכך, הוא יסתובב תוך 0.134 שניות. זה מהיר פי 4,298,507 מהמירוץ הווירטואלי שלנו!

מ כדור הארץלפני ירחהאור מגיע בממוצע תוך 1.25 שניות, עד שמשהקרן שלו תמהר בעוד קצת יותר מ-8 דקות.

קולוסאלי, לא? אך עדיין לא הוכח קיומן של מהירויות גדולות ממהירות האור. לכן, העולם המדעי החליט שזה יהיה הגיוני למדוד סולמות קוסמיים ביחידות שגל רדיו עובר על פני מרווחי זמן מסוימים (שזה אור, במיוחד).

מרחקים.

לכן, שנת אור- לא יותר מהמרחק שקרן אור מתגברת עליו בשנה אחת. בקנה מידה בין-כוכבי, שימוש ביחידות מרחק קטנות מזה אינו הגיוני במיוחד. ובכל זאת הם כאלה. להלן הערכים המשוערים שלהם:

שנייה אור אחת ≈ 300,000 ק"מ;

דקת אור אחת ≈ 18,000,000 ק"מ;

1 שעת אור ≈ 1,080,000,000 ק"מ;

יום אור אחד ≈ 26,000,000,000 ק"מ;

שבוע אור אחד ≈ 181,000,000,000 ק"מ;

חודש אור ≈ 790,000,000,000 ק"מ.

ועכשיו, כדי שתבינו מאיפה מגיעים המספרים, בואו נחשב למה אחד שווה שנת אור.

יש 365 ימים בשנה, 24 שעות ביממה, 60 דקות בשעה ו-60 שניות בדקה. לפיכך, שנה מורכבת מ-365 x 24 x 60 x 60 = 31,536,000 שניות. האור עובר 300,000 ק"מ בשנייה אחת. כתוצאה מכך, בעוד שנה האלומה שלו תכסה מרחק של 31,536,000 x 300,000 = 9,460,800,000,000 ק"מ.

המספר הזה נראה כך: תשעה טריליון, ארבע מאות שישים מיליארד ושמונה מאות מיליוןקילומטרים.

כמובן, הערך המדויק שנת אורשונה במקצת ממה שחישבנו. אבל כשמתארים מרחקים לכוכבים במאמרי מדע פופולרי, באופן עקרוני, אין צורך בדיוק הגבוה ביותר, ומאה או שני מיליון קילומטרים לא ישחקו כאן תפקיד מיוחד.

עכשיו בואו נמשיך בניסויי המחשבה שלנו...

מאזניים.

בואו נניח מודרני חלליתמשאיר מערכת השמשעם מהירות החלל השלישית (≈ 16.7 קמ"ש). ראשון שנת אורהוא יתגבר בעוד 18,000 שנה!

4,36 שנות אורלמערכת הכוכבים הקרובה ביותר שלנו ( אלפא קנטאורי, ראה את התמונה בהתחלה) היא תתגבר בעוד כ-78 אלף שנה!

שֶׁלָנוּ גלקסיית שביל החלב, בעל קוטר של כ-100,000 שנות אור, הוא יחצה בעוד מיליארד 780 מיליון שנים.

הגדרה זו היא המומלצת לשימוש בספרות מדעית פופולרית. בספרות המקצועית משתמשים בדרך כלל בפרסקים וכפולות של יחידות (קילו- ומגה-פארסק) לביטוי מרחקים גדולים במקום שנת אור.

בעבר (עד 1984), שנת אור הייתה המרחק שעבר האור בשנה טרופית אחת, המכונה עידן 1900.0. ההגדרה החדשה שונה מזו הישנה בכ-0.002%. מכיוון שיחידת מרחק זו אינה משמשת למדידות מדויקות ביותר, אין הבדל מעשי בין ההגדרות הישנות והחדשות.

ערכים מספריים

שנת אור היא:

  • 9 460 730 472 580 800 מטר (כ-9.5 פטאמטר)

יחידות קשורות

היחידות הבאות משמשות לעתים רחוקות למדי, בדרך כלל רק בפרסומים פופולריים:

  • שנייה קלה אחת = 299,792.458 ק"מ (בדיוק)
  • דקת אור אחת ≈ 18 מיליון ק"מ
  • שעת אור אחת ≈ 1079 מיליון ק"מ
  • יום אור אחד ≈ 26 מיליארד ק"מ
  • שבוע אור אחד ≈ 181 מיליארד ק"מ
  • חודש אור אחד ≈ 790 מיליארד ק"מ

מרחק בשנות אור

שנת האור נוחה לייצוג איכותי של סולמות מרחק באסטרונומיה.

סוּלָם ערך (שנים סט.) תיאור
שניות 4 10 -8 המרחק הממוצע לירח הוא כ-380,000 ק"מ. המשמעות היא שלוקח בערך 1.3 שניות עד שקרן אור הנפלטת מפני השטח של כדור הארץ מגיעה אל פני הירח.
דקות 1.6 10 -5 יחידה אסטרונומית אחת שווה בערך 150 מיליון קילומטרים. לפיכך, האור עובר מהשמש לכדור הארץ תוך כ-500 שניות (8 דקות 20 שניות).
שעון 0,0006 המרחק הממוצע מהשמש לפלוטו הוא כ-5 שעות אור.
0,0016 סדרות המכשירים "פיוניר" ו"וויאג'ר" שטסו מחוץ למערכת השמש, כ-30 שנה לאחר השיגור, פרשו במרחק של כמאה יחידות אסטרונומיות מהשמש, וזמן התגובה שלהן לבקשות מכדור הארץ שווה בקירוב ל-14 שעות .
שָׁנָה 1,6 הקצה הפנימי של ענן אורט ההיפותטי ממוקם ב-50,000 AU. ה מהשמש, והחיצונית - 100,000 א. ה.כדי לכסות את המרחק מהשמש לקצה החיצוני של הענן, האור ייקח כשנה וחצי.
2,0 הרדיוס המרבי של אזור השפעת הכבידה של השמש ("כדורי הגבעה") הוא כ-125,000 א.ו. ה.
4,22 הכוכב הקרוב אלינו ביותר (לא סופר את השמש), פרוקסימה קנטאורי, ממוקם במרחק של 4.22 sv. של השנה .
אֶלֶף שָׁנָה 26 000 מרכז הגלקסיה שלנו נמצא במרחק של כ-26,000 שנות אור מהשמש.
100 000 קוטר הדיסק של הגלקסיה שלנו הוא 100,000 שנות אור.
מיליוני שנים 2.5 10 6 הגלקסיה הספירלית הקרובה ביותר M31, גלקסיית אנדרומדה המפורסמת, נמצאת במרחק של 2.5 מיליון שנות אור.
3.14 10 6 גלקסיית המשולש (M33) ממוקמת במרחק של 3.14 מיליון שנות אור משם והיא העצם הנייח המרוחק ביותר הנראה לעין בלתי מזוינת.
5.9 10 7 צביר הגלקסיות הקרוב ביותר, צביר בתולה, נמצא במרחק של 59 מיליון שנות אור.
1.5 10 8 - 2.5 10 8 אנומליית הכבידה "המושך הגדול" ממוקמת במרחק של 150-250 מיליון שנות אור מאיתנו.
מיליארדי שנים 1.2 10 9 החומה הגדולה של סלואן היא אחת התצורות הגדולות ביותר ביקום, מידותיה הן כ-350 MPc. עד שהאור יתגבר עליו מקצה לקצה, ייקח בערך מיליארד שנים.
1.4 10 10 גודלו של אזור קשור סיבתי ביקום. זה מחושב מגיל היקום וקצב העברת המידע המרבי - מהירות האור.
4.57 10 10 המרחק העובר מכדור הארץ לקצה היקום הנצפה בכל כיוון; הרדיוס המתקרב של היקום הנצפה (במסגרת המודל הקוסמולוגי הסטנדרטי של Lambda-CDM).

סולמות מרחק גלקטיים

  • יחידה אסטרונומית בעלת דיוק טוב שווה ל-500 שניות אור, כלומר אור עובר מהשמש לכדור הארץ תוך כ-500 שניות.

ראה גם

קישורים

  1. הארגון הבינלאומי לתקינה. 9.2 יחידות מדידה

הערות


קרן ויקימדיה. 2010 .

ראה מהי "שנת אור" במילונים אחרים:

    יחידת אורך מחוץ למערכת המשמשת באסטרונומיה; 1 S.g שווה למרחק שעבר האור בשנה אחת. 1 S. g. \u003d 0.3068 parsec \u003d 9.4605 1015 מ' מילון אנציקלופדי פיזי. מוסקבה: האנציקלופדיה הסובייטית. העורך הראשי א.מ. פרוחורוב. ... ... אנציקלופדיה פיזית

    LIGHT YEAR, יחידת מרחק אסטרונומי, שווה למרחק שעובר האור במרחב פתוח או בוואקום בשנה טרופית אחת. שנת אור אחת שווה ל-9.46071012 ק"מ... מילון אנציקלופדי מדעי וטכני

    LIGHTYEAR, יחידת אורך המשמשת באסטרונומיה: הנתיב שעבר האור בשנה אחת, כלומר. 9.466?1012 ק"מ. המרחק לכוכב הקרוב ביותר (Proxima Centauri) הוא כ-4.3 שנות אור. הכוכבים הרחוקים ביותר בגלקסיה נמצאים על ... ... אנציקלופדיה מודרנית

    יחידת מרחקים בין כוכביים; הנתיב שהאור עובר בשנה, כלומר 9.46 × 1012 ק"מ ... מילון אנציקלופדי גדול

    שנת אור- LIGHTYEAR, יחידת אורך המשמשת באסטרונומיה: הנתיב שעבר האור בשנה אחת, כלומר. 9.466'1012 ק"מ. המרחק לכוכב הקרוב ביותר (Proxima Centauri) הוא כ-4.3 שנות אור. הכוכבים הרחוקים ביותר בגלקסיה נמצאים על ... ... מילון אנציקלופדי מאויר

    יחידת אורך לא מערכתית המשמשת באסטרונומיה. שנת אור אחת היא המרחק שהאור עובר בשנה אחת. שנת אור אחת שווה ל-9.4605E+12 ק"מ = 0.307 pc... מילון אסטרונומי

    יחידת מרחקים בין כוכביים; הנתיב שהאור עובר בשנה, כלומר 9.46 1012 ק"מ. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, יחידה של מרחקים בין-כוכביים; הנתיב שהאור עובר בשנה, כלומר 9.46x1012 ק"מ ... מילון אנציקלופדי

    שנת אור- יחידת מרחק השווה לנתיב שעבר האור בשנה אחת. שנת אור היא 0.3 פרסק... מושגים של מדעי הטבע המודרניים. מילון מונחים בסיסיים

לא משנה באיזה אורח חיים אנו מנהלים, מה שלא נעשה, בדרך זו או אחרת, אנו משתמשים בכמה יחידות מדידה בכל יום. אנחנו מבקשים כוס מים, מחממים את ארוחת הבוקר שלנו לטמפרטורה מסוימת, מעריכים חזותית כמה רחוק אנחנו צריכים ללכת לסניף הדואר הקרוב, קובעים פגישה בשעה מסוימת וכו'. כל הפעולות הללו דורשות

לא רק חישובים, אלא גם מדידה מסוימת של קטגוריות מספריות שונות: מרחק, כמות, משקל, זמן וכדומה. אנו משתמשים במספרים באופן קבוע בחיי היומיום שלנו. והמספרים האלה כבר מזמן רגילים, כאילו לאיזשהו כלים. אבל מה קורה כשאנחנו יוצאים מאזור הנוחות היומיומי שלנו ונתקלים במספרים חריגים עבורנו? במאמר זה נדבר על הדמויות הפנטסטיות של היקום.

מרחבים פתוחים אוניברסליים

מפתיע עוד יותר הוא המצב עם מרחקים קוסמיים. אנחנו די מודעים לקילומטרים לעיר השכנה ואפילו ממוסקבה לניו יורק. אבל קשה לדמיין מרחקים מבחינה ויזואלית כשמדובר בקנה מידה של צבירי כוכבים. כעת נצטרך את מה שנקרא שנת האור. אחרי הכל, המרחקים אפילו בין כוכבים שכנים גדולים ביותר, והמדידה שלהם בקילומטרים או מיילים היא פשוט לא הגיונית. וכאן העניין הוא לא רק בקושי לתפוס את המספרים העצומים המתקבלים, אלא במספר האפסים שלהם. הבעיה היא לכתוב את המספר. לדוגמה, המרחק מכדור הארץ למאדים בתקופת ההתקרבות הקרובה ביותר הוא 55.7 מיליון קילומטרים. ערך עם שישה אפסים. אבל מאדים הוא אחד משכני החלל הקרובים ביותר שלנו! המרחק לכוכב הקרוב ביותר, למעט השמש, יהיה גדול פי מיליוני מונים. ואז, אם נמדוד את זה בקילומטרים או מיילים, אסטרונומים יצטרכו להשקיע שעות מזמנם רק ברישום הכמויות העצומות הללו. שנת האור פתרה את הבעיה הזו. הדרך החוצה הייתה גאונית למדי.

מהי שנת אור?

במקום להמציא יחידת מידה חדשה, שהיא סכום היחידות בסדר קטן יותר (כפי שקורה במילימטרים, סנטימטרים, מטרים, קילומטרים), הוחלט לקשור מרחק לזמן. למעשה, העובדה שהזמן הוא גם שדה פיזי שמשפיע על אירועים היא יותר

יתרה מכך, מחובר וניתן להמרה עם החלל, התגלה על ידי אלברט איינשטיין והוכח באמצעות תורת היחסות שלו. מהירות האור הפכה למהירות קבועה. ומעבר אלומת אור במרחק מסוים ליחידת זמן נתן כמויות מרחביות פיזיות חדשות: שנית אור, דקת אור, יום אור, חודש אור, שנת אור. לדוגמה, בשנייה קרן אור (בתנאי חלל - ואקום) עוברת מרחק של כ-300 אלף קילומטרים. קל לחשב ששנת אור אחת שווה ל-9.46*10 15 בקירוב. אז, המרחק מכדור הארץ לגוף הקוסמי הקרוב ביותר, הירח, הוא קצת יותר משנייה אור אחת, לשמש - כשמונה דקות אור. הגופים המרוחקים של מערכת השמש, לפי מושגים מודרניים, מסתובבים במרחק של שנת אור אחת. הכוכב הקרוב ביותר אלינו, או ליתר דיוק, מערכת של כוכבים כפולים, אלפא ופרוקסימה קנטאורי, כל כך רחוק שאפילו האור מהם מגיע לטלסקופים שלנו רק ארבע שנים לאחר תחילתו. והרי אלו עדיין הגופים השמימיים הקרובים אלינו ביותר. לאור מהקצה השני של שביל החלב לוקח יותר ממאה אלף שנים להגיע אלינו.