Kiek metų yra 1 šviesmetis. kosmosas ir šviesmečiai

Norint suprasti „šviesmečio“ sąvokos reikšmę, pirmiausia reikia prisiminti mokyklos fizikos kursą, ypač skyrių, kuriame kalbama apie šviesos greitį. Taigi šviesos greitis vakuume, kur jo neveikia įvairūs veiksniai, tokie kaip gravitaciniai ir magnetiniai laukai, skendinčios dalelės, skaidrios terpės lūžis ir pan., yra 299 792,5 kilometrai per sekundę. Reikia suprasti, kad šiuo atveju šviesa reiškia tuos, kuriuos suvokia žmogaus regėjimas.

Mažiau žinomi atstumo vienetai yra šviesos mėnuo, savaitė, diena, valanda, minutė ir sekundė.
Pakankamai ilga šviesa buvo laikoma begaliniu dydžiu, o pirmasis žmogus, apskaičiavęs apytikslį šviesos spindulių greitį vakuume, buvo astronomas Olafas Roemeris XVII amžiaus viduryje. Žinoma, jo duomenys buvo labai apytiksliai, tačiau svarbus pats faktas nustatant galutinę greičio reikšmę. 1970 m. šviesos greitis buvo nustatytas vieno metro per sekundę tikslumu. Tikslesnių rezultatų iki šiol nepavyko pasiekti, nes kilo problemų dėl skaitiklio etalonų paklaidos.

Šviesmečiai ir kiti atstumai

Kadangi atstumai dideli, juos matuoti įprastais vienetais būtų neracionalu ir nepatogu. Remiantis šiais samprotavimais, buvo įvesti specialūs šviesos metai, tai yra atstumas, kurį šviesa nukeliauja vadinamaisiais Julijaus metais (lygus 365,25 dienos). Atsižvelgiant į tai, kad kiekvieną dieną sudaro 86 400 sekundžių, galima paskaičiuoti, kad per metus šviesos spindulys įveikia kelių daugiau nei 9,4 kilometro atstumą. Ši vertė atrodo didžiulė, tačiau, pavyzdžiui, atstumas iki artimiausios Žemei žvaigždės Proxima Centauri yra 4,2 metų, o Paukščių Tako galaktikos skersmuo viršija 100 000 šviesmečių, tai yra tie vizualiniai stebėjimai, kuriuos galima atlikti. dabar parodykite paveikslėlį, kuris egzistavo maždaug prieš šimtus tūkstančių metų.

Šviesos spindulys atstumą nuo Žemės iki Mėnulio įveikia maždaug per sekundę, tačiau saulės šviesa mūsų planetą pasiekia ilgiau nei aštuonias minutes.

Profesionalioje astrofizikoje šviesmečio sąvoka vartojama retai. Mokslininkai daugiausia dirba su tokiais vienetais kaip parsekas ir astronominis vienetas. Parsekas yra atstumas iki įsivaizduojamo taško, nuo kurio Žemės orbitos spindulys matomas vienos lanko sekundės (1/3600 laipsnio) kampu. Vidutinis orbitos spindulys, tai yra atstumas nuo Žemės iki Saulės, vadinamas astronominiu vienetu. Parsekas yra maždaug 3 šviesmečiai arba 30,8 trilijonų kilometrų. Astronominis vienetas yra maždaug lygus 149,6 milijono kilometrų.

Galaktikos atstumo svarstyklės

Šviesmetis ( Šv. G., ly) yra nesisteminis ilgio vienetas, lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus.

Tiksliau, pagal Tarptautinės astronomijos sąjungos (IAU) apibrėžimą, šviesmetis yra lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja vakuume, nepaveikta gravitacinių laukų, per vienus Julijaus metus (kuris pagal apibrėžimą yra lygus 365,25 standartinėms dienoms). 86 400 SI sekundžių arba 31 557 600 sekundžių). Būtent šį apibrėžimą rekomenduojama naudoti mokslo populiarinimo literatūroje. Profesionalioje literatūroje dideliems atstumams išreikšti dažniausiai naudojami parsekai ir vienetų kartotiniai (kilo ir megaparsekai), o ne šviesmečiai.

Anksčiau (iki 1984 m.) šviesmetis buvo atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienus atogrąžų metus, vadinasi 1900,0 epocha. Naujasis apibrėžimas nuo senojo skiriasi maždaug 0,002 proc. Kadangi šis atstumo vienetas nėra naudojamas labai tiksliems matavimams, nėra praktinio skirtumo tarp senojo ir naujojo apibrėžimų.

Skaitinės reikšmės

Šviesmetis yra:

  • 9 460 730 472 580 800 metrų (apie 9,46 petametro)
  • 63 241 077 astronominiai vienetai (AU)
  • 0,306601 parseko

Susiję vienetai

Šie vienetai naudojami gana retai, dažniausiai tik populiariuose leidiniuose:

  • 1 šviesos sekundė = 299 792,458 km (tiksliai)
  • 1 šviesos minutė ≈ 18 milijonų km
  • 1 šviesos valanda ≈ 1079 milijonai km
  • 1 šviesos diena ≈ 26 milijardai km
  • 1 šviesos savaitė ≈ 181 milijardas km
  • 1 šviesos mėnuo ≈ 790 milijardų km

Atstumas šviesmečiais

Šviesmetis yra patogus kokybiškam atstumo mastelių vaizdavimui astronomijoje.

Skalė Vertė (šv. metai) apibūdinimas
sekundės 4 10 −8 Vidutinis atstumas iki maždaug 380 000 km. Tai reiškia, kad nuo paviršiaus skleidžiamas šviesos pluoštas Mėnulio paviršių pasiekia maždaug per 1,3 sekundės.
minučių 1,6 10 −5 Vienas astronominis vienetas yra lygus maždaug 150 milijonų kilometrų. Taigi šviesa iš Žemės nukeliauja maždaug per 500 sekundžių (8 minutes 20 sekundžių).
Žiūrėti 0,0006 Vidutinis atstumas nuo Saulės iki maždaug 5 šviesos valandų.
0,0016 „Pioneer“ ir „Series“ aparatai, skridę toliau, praėjus maždaug 30 metų po paleidimo, pasitraukė maždaug šimto astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, o jų reakcijos į Žemės užklausas laikas yra maždaug 14 valandų.
Metai 1,6 Vidinis hipotezės kraštas yra ties 50 000 AU. e. nuo Saulės, o išorinė - 100 000 a. e. Norint įveikti atstumą nuo Saulės iki išorinio debesies krašto, šviesa užtruks apie pusantrų metų.
2,0 Didžiausias Saulės gravitacinio poveikio srities („Halvo sferų“) spindulys yra maždaug 125 000 AU. e.
4,2 Arčiausiai mūsų esantis (neskaičiuojant Saulės), Proxima Centauri, yra 4,2 sv. metų.
Tūkstantmetis 26 000 Mūsų galaktikos centras yra maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo Saulės.
100 000 Mūsų disko skersmuo yra 100 000 šviesmečių.
Milijonai metų 2,5 10 6 Arčiausiai mūsų esantis M31, garsusis, nuo mūsų nutolęs 2,5 mln. šviesmečių.
3,14 10 6 (M33) yra už 3,14 mln. šviesmečių ir yra labiausiai nutolęs plika akimi matomas stacionarus objektas.
5,8 10 7 Artimiausias, Mergelės spiečius, nuo mūsų nutolęs 58 mln. šviesmečių.
Dešimtys milijonų šviesmečių Būdingas skersmens galaktikų spiečių dydis.
1,5 10 8 - 2,5 10 8 Gravitacinė anomalija „Didysis pritraukėjas“ yra 150–250 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų.
Milijardai metų 1,2 10 9 Didžioji Sloano siena yra vienas didžiausių darinių pasaulyje, jos matmenys apie 350 Mpc. Kad šviesa ją įveiktų nuo galo iki galo, prireiks maždaug milijardo metų.
1,4 10 10 Priežastiniu ryšiu susietos visatos srities dydis. Jis skaičiuojamas nuo Visatos amžiaus ir didžiausio informacijos perdavimo greičio – šviesos greičio.
4,57 10 10 Judėjimo atstumas nuo Žemės iki stebimos visatos krašto bet kuria kryptimi; stebimos Visatos judėjimo spindulys (standartinio Lambda-CDM kosmologinio modelio rėmuose).


Tikrai, išgirdęs kokiame nors fantastiškame veiksmo filme posakį a la „20 to Tatuine šviesmečiai“, daugelis uždavė pagrįstus klausimus. Kai kuriuos iš jų įvardinsiu:

Argi ne metai laiko?

Tada kas yra Šviesmetis?

Kiek kilometrų jis turi?

Kiek tai užtruks Šviesmetis kosminis laivas su Žemė?

Šiandienos straipsnį nusprendžiau skirti šio matavimo vieneto reikšmės paaiškinimui, palyginimui su mums įprastais kilometrais ir svarstyklių demonstravimui. Visata.

Virtualus lenktynininkas.

Įsivaizduokite žmogų, pažeisdamas visas taisykles, greitkeliu lekiantį 250 km/h greičiu. Per dvi valandas jis įveiks 500 km, o per keturias - net 1000. Nebent, žinoma, per avariją ...

Atrodytų, toks greitis! Tačiau norint apvažiuoti visą Žemės rutulį (≈ 40 000 km), mūsų motociklininkui prireiks 40 kartų daugiau laiko. Ir tai jau yra 4 x 40 = 160 valandų. Arba beveik visą savaitę nepertraukiamo vairavimo!

Tačiau galiausiai nepasakysime, kad jis įveikė 40 000 000 metrų. Kadangi tinginystė mus visada vertė išrasti ir naudoti trumpesnius alternatyvius matavimo vienetus.

Riba.

Iš mokyklos fizikos kurso visi turėtų žinoti, kad greičiausias motociklininkas Visata- šviesa. Per vieną sekundę jo spindulys įveikia maždaug 300 000 km atstumą, o Žemės rutulį – per 0,134 sekundės. Tai 4 298 507 kartus greičiau nei mūsų virtualus lenktynininkas!

Žemė prieš Mėnulisšviesa pasiekia vidutiniškai per 1,25 s, iki saulė jo spindulys įsibėgės kiek daugiau nei po 8 minučių.

Kolosalu, ar ne? Tačiau didesnių už šviesos greitį greičių egzistavimas dar neįrodytas. Todėl mokslo pasaulis nusprendė, kad būtų logiška kosmines svarstykles matuoti vienetais, kuriais radijo banga praeina tam tikrais laiko intervalais (kurie yra ypač šviesa).

Atstumai.

Taigi, Šviesmetis- ne daugiau kaip atstumas, kurį šviesos spindulys įveikia per vienerius metus. Tarpžvaigždinėse skalėse naudoti mažesnius atstumo vienetus nėra prasmės. Ir vis dėlto jie yra. Štai apytikslės jų vertės:

1 šviesos sekundė ≈ 300 000 km;

1 šviesos minutė ≈ 18 000 000 km;

1 šviesos valanda ≈ 1 080 000 000 km;

1 šviesi diena ≈ 26 000 000 000 km;

1 šviesos savaitė ≈ 181 000 000 000 km;

1 šviesos mėnuo ≈ 790 000 000 000 km.

O dabar, kad suprastumėte, iš kur kilę skaičiai, paskaičiuokime, kam vienas yra lygus Šviesmetis.

Metuose yra 365 dienos, paroje – 24 valandos, valandoje – 60 minučių, o minutę – 60 sekundžių. Taigi metai susideda iš 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 sekundžių. Šviesa per vieną sekundę nukeliauja 300 000 km. Vadinasi, per metus jo spindulys įveiks 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km atstumą.

Šis skaičius skamba taip: Devyni TRILIJONAI, KETURI Šimtai ŠEŠIASdešimt milijardų IR AŠTUoni šimtai MILIJONŲ kilometrų.

Žinoma, tiksli vertė Šviesmetisšiek tiek skiriasi nuo to, ką apskaičiavome. Tačiau mokslo populiarinimo straipsniuose aprašant atstumus iki žvaigždžių, iš esmės nereikia didžiausio tikslumo, o šimtas ar du milijonai kilometrų čia neturės ypatingo vaidmens.

Dabar tęskime savo minčių eksperimentus...

Svarstyklės.

Tarkime, šiuolaikiška erdvėlaivis lapai saulės sistema su trečiuoju erdvės greičiu (≈ 16,7 km/s). Pirmas Šviesmetis jis įveiks per 18 000 metų!

4,36 šviesmečiaiį mūsų artimiausią žvaigždžių sistemą ( Alfa Kentauras, žiūrėkite paveikslėlį pradžioje) jis įveiks maždaug per 78 tūkstančius metų!

Mūsų Paukščių Tako galaktika, kurio skersmuo yra maždaug 100 000 šviesmečiai, jis kirs po 1 milijardo 780 milijonų metų.

Būtent šį apibrėžimą rekomenduojama naudoti mokslo populiarinimo literatūroje. Profesionalioje literatūroje parsekai ir vienetų kartotiniai (kilo ir megaparsekai) dažniausiai naudojami dideliems atstumams išreikšti vietoj šviesmečio.

Anksčiau (iki 1984 m.) šviesmečiai buvo atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienus atogrąžų metus, vadintas 1900,0 epocha. Naujasis apibrėžimas nuo senojo skiriasi maždaug 0,002 proc. Kadangi šis atstumo vienetas nėra naudojamas labai tiksliems matavimams, nėra praktinio skirtumo tarp senojo ir naujojo apibrėžimų.

Skaitinės reikšmės

Šviesmetis yra:

  • 9 460 730 472 580 800 metrų (apie 9,5 petametro)

Susiję vienetai

Šie vienetai naudojami gana retai, dažniausiai tik populiariuose leidiniuose:

  • 1 šviesos sekundė = 299 792,458 km (tiksliai)
  • 1 šviesos minutė ≈ 18 milijonų km
  • 1 šviesos valanda ≈ 1079 milijonai km
  • 1 šviesos diena ≈ 26 milijardai km
  • 1 šviesos savaitė ≈ 181 milijardas km
  • 1 šviesos mėnuo ≈ 790 milijardų km

Atstumas šviesmečiais

Šviesmetis yra patogus kokybiškam atstumo mastelių vaizdavimui astronomijoje.

Skalė Vertė (st. metų) apibūdinimas
sekundės 4 10 −8 Vidutinis atstumas iki Mėnulio yra maždaug 380 000 km. Tai reiškia, kad nuo Žemės paviršiaus skleidžiamas šviesos pluoštas Mėnulio paviršių pasiekia maždaug per 1,3 sekundės.
minučių 1,6 10 −5 Vienas astronominis vienetas prilygsta maždaug 150 milijonų kilometrų. Taigi šviesa iš Saulės į Žemę nukeliauja maždaug per 500 sekundžių (8 minutes 20 sekundžių).
Žiūrėti 0,0006 Vidutinis atstumas nuo Saulės iki Plutono yra maždaug 5 šviesos valandos.
0,0016 Aparatų serijos „Pioneer“ ir „Voyager“, skraidantys už Saulės sistemos ribų, praėjus maždaug 30 metų po paleidimo, pasitraukė maždaug šimto astronominių vienetų atstumu nuo Saulės, o jų reakcijos į Žemės užklausas laikas yra maždaug 14 valandų. .
Metai 1,6 Hipotetinio Oorto debesies vidinis kraštas yra ties 50 000 AU. e. nuo Saulės, o išorinė - 100 000 a. e. Norint įveikti atstumą nuo Saulės iki išorinio debesies krašto, šviesa užtruks apie pusantrų metų.
2,0 Didžiausias Saulės gravitacinio poveikio srities („Halvo sferų“) spindulys yra maždaug 125 000 a.u. e.
4,22 Artimiausia mums (neskaičiuojant Saulės) žvaigždė Proxima Centauri yra 4,22 sv atstumu. metų .
Tūkstantmetis 26 000 Mūsų galaktikos centras yra maždaug 26 000 šviesmečių atstumu nuo Saulės.
100 000 Mūsų galaktikos disko skersmuo yra 100 000 šviesmečių.
Milijonai metų 2,5 10 6 Artimiausia spiralinė galaktika M31, garsioji Andromedos galaktika, yra už 2,5 mln. šviesmečių.
3,14 10 6 Trikampio galaktika (M33) yra už 3,14 milijono šviesmečių ir yra labiausiai nutolęs plika akimi matomas stacionarus objektas.
5,9 10 7 Artimiausias galaktikų spiečius, Mergelės spiečius, yra nutolęs 59 mln. šviesmečių.
1,5 10 8 - 2,5 10 8 Gravitacinė anomalija „Didysis pritraukėjas“ yra 150–250 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų.
Milijardai metų 1,2 10 9 Didžioji Sloano siena yra viena didžiausių darinių Visatoje, jos matmenys apie 350 Mpc. Kad šviesa ją įveiktų nuo galo iki galo, prireiks maždaug milijardo metų.
1,4 10 10 Priežastiniu ryšiu susietos visatos srities dydis. Jis skaičiuojamas nuo Visatos amžiaus ir didžiausio informacijos perdavimo greičio – šviesos greičio.
4,57 10 10 Judėjimo atstumas nuo Žemės iki stebimos visatos krašto bet kuria kryptimi; stebimos Visatos judėjimo spindulys (standartinio Lambda-CDM kosmologinio modelio rėmuose).

Galaktikos atstumo svarstyklės

  • Gero tikslumo astronominis vienetas yra lygus 500 šviesos sekundžių, tai yra, šviesa iš Saulės į Žemę nukeliauja maždaug per 500 sekundžių.

taip pat žr

Nuorodos

  1. Tarptautinė Standartizacijos Organizacija. 9.2 Matavimo vienetai

Pastabos


Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „šviesmetis“ kituose žodynuose:

    Nesisteminis ilgio vienetas, naudojamas astronomijoje; 1 Sg yra lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja per 1 metus. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fizinis enciklopedinis žodynas. Maskva: Sovietų enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas. ... Fizinė enciklopedija

    ŠVIESOS METAI – astronominio atstumo vienetas, lygus atstumui, kurį šviesa nukeliauja atviroje erdvėje arba VAKUUME per vienerius atogrąžų metus. Vieni šviesmečiai yra lygūs 9,46071012 km... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

    LIGHTYEAR, astronomijoje naudojamas ilgio vienetas: šviesos nueitas kelias per 1 metus, t.y. 9,466?1012 km. Atstumas iki artimiausios žvaigždės (Proxima Centauri) yra maždaug 4,3 šviesmečio. Tolimiausios galaktikos žvaigždės yra ... ... Šiuolaikinė enciklopedija

    Tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, t. y. 9,46 × 1012 km ... Didysis enciklopedinis žodynas

    Šviesmetis- LIGHTYEAR, astronomijoje naudojamas ilgio vienetas: šviesos nueitas kelias per 1 metus, t.y. 9,466´1012 km. Atstumas iki artimiausios žvaigždės (Proxima Centauri) yra maždaug 4,3 šviesmečio. Tolimiausios galaktikos žvaigždės yra ... ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas

    Nesisteminis ilgio vienetas, naudojamas astronomijoje. 1 šviesmetis yra atstumas, kurį šviesa nukeliauja per 1 metus. 1 šviesmetis lygus 9,4605E+12 km = 0,307 vnt... Astronomijos žodynas

    Tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, tai yra 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, tarpžvaigždinių atstumų vienetas; kelias, kurį šviesa nukeliauja per metus, t.y. 9,46x1012 km ... enciklopedinis žodynas

    Šviesmetis- atstumo vienetas, lygus kelio, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus. Šviesmetis yra 0,3 parsek... Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. Pagrindinių terminų žodynėlis

Kad ir kokį gyvenimo būdą begyventume, kad ir ką darytume, vienaip ar kitaip, kiekvieną dieną naudojame tam tikrus matavimo vienetus. Paprašome stiklinės vandens, pašildome pusryčius iki tam tikros temperatūros, vizualiai įvertiname, kiek reikia nueiti iki artimiausio pašto, susitariame dėl susitikimo tam tikru laiku ir pan. Visi šie veiksmai reikalauja

Ne tik skaičiavimai, bet ir tam tikras įvairių skaitinių kategorijų matavimas: atstumas, kiekis, svoris, laikas ir pan. Kasdieniame gyvenime reguliariai naudojame skaičius. Ir prie šių skaičių jau seniai priprato, tarsi prie kokių įrankių. Bet kas nutinka, kai išlipame iš kasdienės komforto zonos ir susiduriame su mums neįprastais skaičiais? Šiame straipsnyje kalbėsime apie fantastiškas Visatos figūras.

universalios atviros erdvės

Dar labiau stebina situacija su kosminiais atstumais. Mes puikiai žinome kilometrus iki gretimo miesto ir net nuo Maskvos iki Niujorko. Tačiau sunku vizualiai įsivaizduoti atstumus, kai kalbama apie žvaigždžių spiečių mastą. Būtent dabar mums reikės vadinamųjų šviesmečių. Juk atstumai net tarp gretimų žvaigždžių yra itin dideli, o matuoti juos kilometrais ar myliomis tiesiog neracionalu. Ir čia esmė yra ne tik didžiulių gautų skaičių suvokimo sunkume, bet ir jų nulių skaičiuje. Problema tampa parašyti numerį. Pavyzdžiui, atstumas nuo Žemės iki Marso artimiausio priartėjimo laikotarpiu yra 55,7 milijono kilometrų. Vertė su šešiais nuliais. Tačiau Marsas yra vienas artimiausių mūsų kosmoso kaimynų! Atstumas iki artimiausios žvaigždės, išskyrus Saulę, bus milijonus kartų didesnis. Ir tada, jei išmatuotume jį kilometrais ar myliomis, astronomai turėtų praleisti valandas savo laiko vien fiksuodami šiuos milžiniškus kiekius. Šviesmetis išsprendė šią problemą. Išeitis buvo gana išradinga.

Kas yra šviesmetis?

Užuot sugalvojus naują matavimo vienetą, kuris yra mažesnės eilės vienetų suma (kaip nutinka su milimetrais, centimetrais, metrais, kilometrais), buvo nuspręsta susieti atstumą su laiku. Tiesą sakant, tai, kad laikas taip pat yra fizinis laukas, turintis įtakos įvykiams, yra daugiau

be to, sujungtą ir konvertuojamą su erdve, atrado Albertas Einšteinas ir įrodė jo reliatyvumo teorija. Šviesos greitis tapo pastoviu greičiu. O tam tikro atstumo šviesos pluošto praėjimas per laiko vienetą davė naujus fizikinius erdvinius dydžius: šviesos sekundę, šviesos minutę, šviesią dieną, šviesų mėnesį, šviesmetį. Pavyzdžiui, per sekundę šviesos spindulys (kosmoso sąlygomis – vakuumas) nukeliauja apie 300 tūkstančių kilometrų atstumą. Nesunku apskaičiuoti, kad vieni šviesmečiai yra lygūs maždaug 9,46 * 10 15 . Taigi, atstumas nuo Žemės iki artimiausio kosminio kūno Mėnulio yra šiek tiek didesnis nei viena šviesos sekundė, iki Saulės – apie aštuonias šviesos minutes. Išoriniai Saulės sistemos kūnai, remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, skrieja vienų šviesmečių atstumu. Kita artimiausia mums žvaigždė, tiksliau, dvigubų žvaigždžių sistema Alfa ir Proksima Kentauro yra taip toli, kad net iš jų šviesa mūsų teleskopus pasiekia tik praėjus ketveriems metams nuo jos pradžios. O juk tai vis dar mums artimiausi dangaus kūnai. Šviesa iš kito Paukščių Tako galo mus pasiekia per šimtą tūkstančių metų.