Cât durează 1 an lumină? Ce este un an lumină, cât de lung are și cum sunt numărați?

Pe 22 februarie 2017, NASA a raportat că 7 exoplanete au fost găsite în jurul stelei unice TRAPPIST-1. Trei dintre ele se află în intervalul distanțelor față de stea în care planeta poate avea apă lichidă, iar apa este o condiție cheie pentru viață. De asemenea, se raportează că acest sistem stelar este situat la o distanță de 40 de ani lumină de Pământ.

Acest mesaj a provocat mult zgomot în mass-media unii chiar au crezut că omenirea este la un pas de a construi noi așezări lângă o nouă stea, dar nu este așa. Dar 40 de ani lumină este mult, este MULT, sunt prea mulți kilometri, adică este o distanță monstruos de colosală!

Dintr-un curs de fizică, se cunoaște a treia viteză de evacuare - aceasta este viteza pe care trebuie să o aibă un corp la suprafața Pământului pentru a depăși limitele. sistem solar. Valoarea acestei viteze este de 16,65 km/sec. Navele spațiale orbitale convenționale decolează cu o viteză de 7,9 km/sec și orbitează în jurul Pământului. În principiu, viteza de 16-20 km/sec este destul de accesibilă tehnologiilor pământești moderne, dar nu mai mult!

Omenirea nu a învățat încă să accelereze navele spațiale cu mai mult de 20 km/sec.

Să calculăm câți ani îi va dura unei nave stelare care zboară cu o viteză de 20 km/sec pentru a călători 40 de ani lumină și a ajunge la steaua TRAPPIST-1.
Un an lumină este distanța pe care o parcurge un fascicul de lumină în vid, iar viteza luminii este de aproximativ 300 de mii de km/sec.

O navă spațială creată de om zboară cu o viteză de 20 km/sec, adică de 15.000 de ori mai mică decât viteza luminii. O astfel de navă va acoperi 40 de ani lumină într-un timp egal cu 40*15000=600000 de ani!

O navă Pământeană (la nivelul actual de tehnologie) va ajunge la steaua TRAPPIST-1 în aproximativ 600 de mii de ani! Homo sapiens există pe Pământ (conform oamenilor de știință) de doar 35-40 de mii de ani, dar aici este de până la 600 de mii de ani!

În viitorul apropiat, tehnologia nu va permite oamenilor să ajungă la steaua TRAPPIST-1. Chiar și motoarele promițătoare (ioni, fotoni, vele spațiale etc.), care nu există în realitatea terestră, sunt estimate a fi capabile să accelereze nava la o viteză de 10.000 km/sec, ceea ce înseamnă că timpul de zbor către TRAPPIST. -1 sistem va fi redus la 120 de ani. Acesta este deja un moment mai mult sau mai puțin acceptabil pentru zbor folosind animație suspendată sau pentru mai multe generații de imigranți, dar astăzi toate aceste motoare sunt fantastice.

Chiar și cele mai apropiate stele sunt încă prea departe de oameni, prea departe, ca să nu mai vorbim de stelele galaxiei noastre sau ale altor galaxii.

Diametrul galaxiei noastre Calea Lactee este de aproximativ 100 de mii de ani lumină, adică călătoria de la un capăt la altul pentru o navă Pământeană modernă va fi de 1,5 miliarde de ani! Știința sugerează că Pământul nostru are 4,5 miliarde de ani, iar viața multicelulară are aproximativ 2 miliarde de ani. Distanța până la cea mai apropiată galaxie de noi - Nebuloasa Andromeda - la 2,5 milioane de ani lumină de Pământ - ce distanțe monstruoase!

După cum puteți vedea, dintre toți oamenii vii, nimeni nu va pune piciorul vreodată pe pământul unei planete în apropierea unei alte stele.

Distanțele dintre stele sunt atât de mari încât măsurarea lor în kilometri sau mile este un exercițiu cu zerouri nesfârșite. Sistemul obișnuit de măsurare este utilizat pentru a desemna distanțe într-un singur sistem. De exemplu, ei spun că distanța minimă de la Pământ la Marte este de 55,76 milioane de kilometri. Cu stele, totul este mai complicat, iar aici se folosesc de obicei conceptele de an lumină și parsec.

Unitate astronomică- o unitate de măsură adoptată în astronomie pentru obiectele Sistemului Solar și obiectele Universului cel mai apropiat de acesta. O unitate astronomică este egală cu 149.598.100 km (+- ~750 km), care este aproximativ egală cu distanța medie a Pământului față de Soare. Observațiile moderne au înregistrat o creștere treptată a valorii cu 15 cm anual, care se explică prin posibila pierdere de masă de către Soare, consecințe ale vântului solar.

An lumină- distanța pe care o parcurge lumina într-un an, în metri este de 9.460.730.472.580.800 De fapt, lumina stelelor pe care le vedem într-o noapte fără nori a călătorit pe planeta noastră de multe secole, iar unele dintre ele nu mai există deloc.

Parsec, cunoscută și sub denumirea de „paralaxa secundă de arc”, este distanța de la care raza medie a orbitei Pământului (perpendiculară pe linia de vedere) este vizibilă la un unghi de o secundă de arc. Pur și simplu, un parsec = 3,26 ani lumină.

Este interesant faptul că în literatura populară științifică și fantezie se obișnuiește să se folosească conceptul de an lumină, iar parsec-urile sunt de obicei folosite numai în lucrări și cercetări profesionale.

(Galaxy UDFj-39546284 este cea mai îndepărtată galaxie de Pământ (la 13,3 miliarde de ani lumină de Pământ), în imaginea făcută de telescopul Hubble arată ca un punct roșu)

Cea mai apropiată stea de noi este Alpha Centauri, care se află la 4,37 ani lumină de Pământ. Dar cea mai îndepărtată galaxie (din decembrie 2012) se află la 13,3 miliarde de ani lumină de Pământ! Se pare că atunci când soarele acestei galaxii (cunoscut sub simbolul UDFj-39546284) se stinge, omenirea nu va ști despre el în curând.

În ciuda faptului că numele său este similar cu perioada anului, anul nu măsoară deloc timpul, ci distanța. Această unitate este proiectată să măsoare uriașe.

Un an lumină este o unitate de lungime non-sistemică. Aceasta este distanța pe care lumina o parcurge în vid într-un an (365,25 zile sau 31.557.600 secunde).

Comparația unui an lumină cu un an calendaristic a început să fie folosită după 1984. Înainte de aceasta, un an lumină era distanța parcursă de lumină într-un an tropical.

Lungimea anului tropical nu are o valoare exactă, deoarece calculele sale sunt legate de viteza unghiulara Soarele și există variații pentru el. Valoarea medie a fost luată pentru un an lumină.

Diferența de calcule dintre anul lumină tropical și anul lumină aferentă calendarul iulian, este 0,02 la sută. Și deoarece această unitate nu este utilizată pentru măsurători de înaltă precizie, nu există nicio diferență practică între ele.

Anul lumină ca lungime este folosit în literatura de știință populară. În astronomie, există o altă unitate extra-sistem pentru măsurarea distanțelor mari - parsec-ul. Calculul parsec se bazează pe raza medie a orbitei Pământului. 1 parsec este egal cu 3,2616 ani lumină.

Calcule și distanțe

Calculul unui an lumină este direct legat de viteza luminii. Pentru calcule în fizică, de obicei este luată egală cu 300.000.000 m/s. Viteza exactă a luminii este de 299.792.458 m/s. Adică 299.792.458 de metri este doar o secundă lumină!

Distanța până la Lună este de aproximativ 384.400.000 de metri, ceea ce înseamnă că fasciculul de lumină va ajunge la suprafața Lunii în aproximativ 1,28 secunde.

Distanța de la Soare la Pământ este de 149.600.000.000. Prin urmare, o rază solară lovește Pământul în puțin mai puțin de 7 minute.

Deci sunt 31.557.600 de secunde într-un an. Înmulțind acest număr cu o distanță egală cu o secundă lumină, obținem că un an lumină este egal cu 9.460.730.472.580.800 de metri.

1 milion de ani lumină va fi în mod corespunzător egal cu 9.460.730.472.580.800.000.000 de metri.

Conform calculelor brute ale astronomilor, diametrul galaxiei noastre este de aproximativ 100.000 de ani lumină. Adică, în galaxia noastră nu pot exista distanțe măsurate în milioane de ani lumină. Astfel de numere sunt utile pentru măsurarea distanțelor dintre galaxii.

Cea mai apropiată galaxie de Pământ, galaxia Andromeda, se află la 2,5 milioane de ani lumină distanță.

Astăzi, cea mai mare distanță cosmică de Pământ care poate fi măsurată este distanța până la marginea Universului observabil. Se află la aproximativ 45 de miliarde de ani lumină distanță.

Cu siguranță, după ce am auzit într-un film de acțiune științifico-fantastică o expresie la „douăzeci la Tatooine ani lumină„, mulți și-au pus întrebări legitime. Am sa mentionez cateva dintre ele:

Nu este un an un timp?

Atunci ce este an lumina?

Cati kilometri are?

Cât timp va dura pentru a depăși an lumina nava spatiala cu Pământ?

Am decis să dedic articolul de astăzi explicării semnificației acestei unități de măsură, comparând-o cu kilometrii noștri obișnuiți și demonstrând scara pe care o operează. Univers.

Concurent virtual.

Să ne imaginăm o persoană, încălcând toate regulile, grăbindu-se pe o autostradă cu o viteză de 250 km/h. În două ore va parcurge 500 km, iar în patru – până la 1000. Dacă, desigur, nu se prăbușește în acest proces...

S-ar părea că aceasta este viteza! Dar pentru a face ocolul întregului glob (≈ 40.000 km), pilotul nostru va avea nevoie de 40 de ori mai mult timp. Și acesta este deja 4 x 40 = 160 de ore. Sau aproape o săptămână întreagă de condus continuu!

Până la urmă, însă, nu vom spune că a parcurs 40.000.000 de metri. Pentru că lenea ne-a forțat mereu să inventăm și să folosim unități de măsură alternative mai scurte.

Limită.

De la un curs de fizică la școală, toată lumea ar trebui să știe că cel mai rapid călăreț din Univers- lumina. Într-o secundă, fasciculul său acoperă o distanță de aproximativ 300.000 km și, astfel, va înconjura globul în 0,134 secunde. Este de 4.298.507 de ori mai rapid decât pilotul nostru virtual!

Din Pământ la Luna lumina ajunge în medie la 1,25 s, până la Soare fasciculul său va ajunge în puțin mai mult de 8 minute.

Colosal, nu-i așa? Dar existența unor viteze mai mari decât viteza luminii nu a fost încă dovedită. Prin urmare, lumea științifică a decis că ar fi logic să se măsoare scalele cosmice în unități pe care le parcurge o undă radio (care este lumina, în special) pe anumite intervale de timp.

Distante.

Astfel, an lumina- nimic mai mult decât distanța pe care o parcurge o rază de lumină într-un an. La scara interstelară, utilizarea unităților de distanță mai mici decât aceasta nu are prea mult sens. Și totuși sunt acolo. Iată valorile lor aproximative:

1 secundă lumină ≈ 300.000 km;

1 minut lumină ≈ 18.000.000 km;

1 oră lumină ≈ 1.080.000.000 km;

1 zi lumină ≈ 26.000.000.000 km;

1 săptămână lumină ≈ 181.000.000.000 km;

1 lună lumină ≈ 790.000.000.000 km.

Acum, ca să înțelegeți de unde provin numerele, să calculăm cu ce este egal unul an lumina.

Există 365 de zile într-un an, 24 de ore într-o zi, 60 de minute într-o oră și 60 de secunde într-un minut. Astfel, un an este format din 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 de secunde. Într-o secundă, lumina parcurge 300.000 km. Prin urmare, într-un an fasciculul său va acoperi o distanță de 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.

Acest număr se citește astfel: Nouă trilioane, patru sute șaizeci de miliarde și opt sute de milioane kilometri.

Cu siguranţă, valoarea exacta ani lumină ușor diferit de ceea ce am calculat. Dar atunci când descriem distanțele față de stele în articole de știință populară, cea mai mare acuratețe nu este, în principiu, necesară, iar o sută sau două milioane de kilometri nu vor juca un rol special aici.

Acum să continuăm experimentele noastre de gândire...

Scară.

Să presupunem că modern nava spatiala frunze sistem solar cu a treia viteză de evacuare (≈ 16,7 km/s). Primul an lumina o va depăși în 18.000 de ani!

4,36 ani lumină la cel mai apropiat sistem stelar de noi ( Alfa Centauri, vezi imaginea de la inceput) va depasi in aproximativ 78 de mii de ani!

Noastre Galaxia Calea Lactee, având un diametru de aproximativ 100.000 ani lumină, va trece peste 1 miliard 780 de milioane de ani.

Și celui mare cel mai apropiat de noi galaxii, nava spatiala va ajunge abia după 36 de miliarde de ani...

Acestea sunt plăcintele. Dar în teorie, chiar Univers a apărut cu doar 16 miliarde de ani în urmă...

Și în sfârșit...

Cineva poate începe să se minuneze de scara cosmică chiar și fără a trece dincolo sistem solar, pentru că în sine este foarte mare. Acest lucru a fost demonstrat foarte bine și clar, de exemplu, de creatorii proiectului Dacă Luna ar fidoar 1 pixel (Dacă Luna ar fi doar un pixel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

Cu asta, cred că voi încheia articolul de astăzi. Sunt bucuros să primesc toate întrebările, comentariile și dorințele dumneavoastră în comentariile de mai jos.

O unitate de lungime extra-sistem utilizată în astronomie; 1 S.g. este egală cu distanța parcursă de lumină într-un an. 1 S. g. = 0,3068 parsec = 9,4605 1015 m dicţionar enciclopedic. M.: Enciclopedia sovietică. Redactor-șef A. M. Prokhorov... ... Enciclopedie fizică

AN LUMINĂ, o unitate a distanței astronomice egală cu distanța pe care o parcurge lumina în spațiul cosmic sau în VID într-un an tropical. Un an lumină este egal cu 9,46071012 km... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

AN LUMINA, o unitate de lungime folosita in astronomie: calea parcursa de lumina in 1 an, i.e. 9.466?1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe... ... Enciclopedie modernă

Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46 km... Dicţionar enciclopedic mare

An lumină- AN LUMINĂ, o unitate de lungime folosită în astronomie: calea parcursă de lumină într-un an, adică. 9.466´1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

O unitate de lungime extra-sistem utilizată în astronomie. 1 an lumină este distanța pe care lumina o parcurge într-un an. 1 an lumină este egal cu 9,4605E+12 km = 0,307 buc... Dicţionar astronomic

Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46·1012 km. * * * AN LUMINA AN LUMINA, o unitate a distantelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46×1012 km... Dicţionar Enciclopedic

An lumină- o unitate de distanta egala cu drumul parcurs de lumina intr-un an. Un an lumină este egal cu 0,3 parsec... Concepte ale științelor naturale moderne. Glosar de termeni de bază

an lumina- šviesmetis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9,46073 · 10¹² km. atitikmenys: engl. lumina...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

an lumina- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. an lumina vok. Lichtjahr, n rus. an lumina, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Cărți

• Nu există întoarcere. Set de 3 cărți, Alexey Lukyanov, Ivan Sergeevich Naumov. Set de 3 carti. 1. „Tsunami. Cartea unu. Earthshakers” 1999. Egor și Yusya Kruglov rămân fără îngrijire adultă. Nimic bun nu îi așteaptă înainte. Dizabilitatea s-a transformat...
• Astronomie fascinantă, Elena Kachur. Despre carte În noua și mult așteptata carte, Chevostik și unchiul Kuzya merg la observator! Aici vor avea o cunoaștere fascinantă cu corpurile cerești care ne decorează cerul nopții. Impreuna cu...