Световая минута
Светово́й год (св. г., ly) — внесистемная единица длины, равная расстоянию, которое преодолевает свет за год. Более точно, это расстояние, которое проходит фотон в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей, за один тропический год, отнесённый к эпохе 1900,0 (он равен по определению 31 556 925,9747 секунды СИ; см. также Эфемеридное время). Учитывая, что скорость света в вакууме равна в точности 299 792 458 м/с, можно посчитать, что световой год равен точно 9 460 528 177 426,82 км (то есть примерно 9,5 триллионов километров). Данное определение является наиболее распространённым, но наряду с ним существуют также другие определения светового года, основывающиеся на другой продолжительности года (поскольку различных, слегка отличающихся друг от друга определений года существует несколько); так, если принять юлианский год (365,25 стандартных суток по 86 400 секунд СИ), то световой год равен 9 460 730 472 580,8 км, что отличается от первого определения на 0,002 %. Поэтому для точных измерений расстояния световой год применять нельзя, если заранее не договориться, на какой именно продолжительности года основывается данная единица длины. Однако это уточнение маловажно в связи с не слишком высокой точностью определения расстояний до внесолнечных объектов, где обычно и используется эта единица длины. Таким образом,
1 световой год ≈ 9,461×10 15 м ≈ 9,461 Пм (петаметров) ≈ 63240 а. е. ≈ 0,3066 пк
Световой год, наравне с парсеком, применяется в качестве единицы измерения расстояния между удалёнными астрономическими объектами. Например, расстояние до ближайшей к Солнцу звезды, Проксимы Центавра, составляет 4,22 световых года. Расстояние даже до ближайших к Млечному Пути галактик (кроме нескольких галактик местной группы) измеряется уже миллионами световых лет.
Для измерения расстояний внутри планетных систем иногда используют единицы световая секунда и световая минута, равные соответственно расстояниям, которые свет в вакууме проходит за 1 с и 1 мин. (то есть в точности 299 792 458 м и 17 987 547 480 м).
Сколько километров в световом году, и равен ли он земному
Огромные космические пространства очень трудно исчислять в километрах или милях. Ученые задумались о поиске других единиц измерения больших расстояний. Поклонники фантастических фильмов и книг часто слышат о световом годе. Но не каждый может объяснить, что значат данные слова. Некоторые не видят его отличие от обычного земного.
Эта величина – популярная единица измерения космического расстояния. При ее определении используют:
- скорость света,
- число секунд, равных 365 суткам.
Важное условие такого исчисления – отсутствие влияния на свет любых гравитационных полей. Этому требованию соответствует вакуум. Именно в нем остается постоянной скорость распространение любых электромагнитных лучей.
Как давно определили скорость света
Еще в XVII веке ученые пытались определить скорость света. Ранее астрономы предполагали, что лучи разносятся в пространстве мгновенно. В этом усомнился Галилео Галилей. Он поставил целью вычислить время прохождения лучом света определенного расстояния, равного восьми километрам. Но его опыты были неудачны. Исследования датского ученого О. Рёмера тоже не увенчались успехом. Он заметил временную разницу в затмениях спутников других планет в зависимости от положения Земли. Когда она находится дальше от другого космического объекта, то лучам света необходимо больше времени для достижения земной поверхности. Вычислить их скорость у него не получилось.
Впервые примерно подсчитать скорость света удалось англичанину Джеймсу Брэдли в XVIII веке. Этот астроном установил ее значение в 301 000 км/с. В прошлом столетии, используя теорию электромагнетизма Максвелла, ученые смогли точно вычислить значение скорости луча. Исследования проводились при использовании новейших лазерных технологий, учитывая коэффициенты их преломления. Рассчитанная скорость света оказалась равной 299 792 километров 458 метров в секунду. Это помогло определить удобную единицу измерения космического пространства.
Чему равен 1 световой год в километрах
Для расчета взяли за основу 365 суток. Если вычислить суточную величину в секундах, то получится 86 400 секунд. А во всех указанных сутках их число составит 31 557 600.
Мы посчитали, какое расстояние проходит луч света за секунду. Умножив эту величину на 31 557 600, получим чуть более 9,4 триллиона. Это световой год, измеренный в километрах. Именно это расстояние пройдет световой луч за 365 суток в вакууме. Такой путь он проделает, облетая земную орбиту без воздействия полей гравитации.
Примеры некоторых расстояний, рассчитанных подобным образом
- Расстояние от Земли до Луны луч света преодолевает за 1 минуту 3 секунды;
- В 100 000 таких лет можно определить диаметр нашего галактического диска;
- Расстояние в световых часах от Солнца до Плутона равно 5,25 часа;
- Галактику Андромеду луч с земли достигнет через 2 500 000 световых лет, а звезду Проксима Центавра всего за 4;
- Солнечный свет доходит до нашей планеты за 8,20 минуты;
- На расстоянии 26 тыс. световых лет расположен от Солнца Центр нашей Галактики;
- Скопление Девы расположено на расстоянии 58 000 тысяч подобных лет от нашей планеты;
- Десятками миллионов таких лет измеряются скопления галактик по диаметру;
- Максимальное измеренное расстояние от Земли до края видимой Вселенной составило 45 млрд световых лет.
Чем он так важен
Рассчитанная скорость света дала возможность астрономам определить расстояние между планетами, звездами, галактиками. Стало очевидно, что свет, испускаемый звездой, не достигает Земли молниеносно. Наблюдая на небе космические объекты, мы видим прошлое. Взрыв далекой планеты, случившийся сотни лет назад, ученые зафиксируют лишь сегодня.
В пределах нашей Вселенной применение расчетов в этой единице измерения удобно. Реже используются часы, недели или месяцы. При определении расстояния к дальним космическим объектам, полученная величина будет огромна. Пользоваться подобными значениями при математических подсчетах становятся затруднительно и непрактично. Ученые это учли, и для астрономических вычислений больших расстояний используют другую единицу измерения – парсек. Для сложных математических расчетов он более приемлем. Световой год равняется одной трети парсека.
Соотношение световых и земных лет
В своей жизни мы часто измеряем расстояние: до работы, ближайшего магазина, другого города. Мы сравниваем разные величины друг с другом. Это помогает оценить разницу. Понятия световых и земных лет многим кажутся похожими, если не одинаковыми. Возникает желание их сопоставить. Тут необходимо сначала выбрать, что подразумевать под земным годом. Можно определить его как расстояние, пройденное нашей планетой за 365 суток. При этих параметрах один световой подобный период станет равен 63 тысячам земных лет.
Если же земной исчислять в сутках, то он будет считаться единицей измерения времени. А световым обозначают расстояние. И сравнение подобных величин бессмысленно. В этом случае нет ответа на вопрос.
Что такое световой год, сколько это в километрах, сколько световых лет до Солнца и ближайших объектов в космосе, и можно ли измерять время в световых годах
Космическое пространство настолько огромно, что измерять расстояние между объектами, разбросанными на его просторах, используя привычные на Земле километры и мили очень неудобно. Астрономы для этой цели используют световые года. Вопреки присутствию в словосочетании слова “года” – это единица расстояния, а не времени.
Световой год: общие сведения
Астрономический световой год – действительно большая величина, которую невозможно использовать в масштабах нашей планеты: даже расстояние от Солнца до Земли равно всего лишь 8 световым минутам, а до Луны – 1,25 световым секундам. Но обо всем по порядку.
Представьте, что вы вышли из дома (пункт А) и направились в магазин (пункт Б). Вы все время двигались с одной постоянной скоростью – 4 км/ч, и, так как расстояние до пункта Б – ровно 4 км, добрались до него за 1 час.
Эту дистанцию справедливо было бы назвать “человеческим часом”, но в реальной жизни человек не может двигаться с неизменной скоростью, поэтому использовать такую единицу измерения расстояния мы не можем. Однако луч света, согласно современным научным представлениям, в условиях вакуума перемещается с одинаковой скоростью на любом отрезке своего пути.
Это постоянство позволяет измерять преодолеваемое им расстояние, используя время, за которое луч перемещается. Дистанция, преодоленная светом за минуту, именуется световой минутой, за час – световым часом и так далее.
Действительно большие расстояния астрономы считают в световых годах. Это дистанция между двумя точками в космическом пространстве, которую свет, движущийся с постоянной скоростью, преодолевает ровно за 1 земной год, измеряемый по юлианскому календарю (без високосных годов, то есть приблизительно 365 с четвертью суток).
До 1984 года применялся тропический (солнечный) год – период, за который Солнце совершает полный цикл смены времен года. 1 световой год – внесистемная единица для международной системы СИ.
Скорость света
Сегодняшняя наука под скоростью света подразумевает скорость, с которой световые волны распространяются в вакууме. Она равна 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч и считается предельной для перемещения физических частиц.
Как определили скорость света
Со времен античности царило представление о том, что свет распространяется в пространстве мгновенно. Впервые в этом постулате засомневался итальянский ученый Галилео Галилей, а первым кто измерил величину скорости света оказался датский астроном Олаф Ремер, в 1676 году.
Он обратил внимание на временной промежуток между затмениями спутников Юпитера, который уменьшался с уменьшением расстояния между Землей и крупнейшей планетой Солнечной системы. Первое измерение скорости света подарило научному миру значение – 214 000 км/с. Причиной большой разницы с современной цифрой стали неточности в измерении расстояний между планетами в 1600-х годах.
Приблизился к сегодняшнему значению скорости света английский астроном Джеймс Бредли, наблюдая за изменением видимого положения звезды из-за вращения Земли вокруг Солнца. В 1728 году он получил цифру 301 000 км/с.
В земных условиях скорость света впервые измерил французский физик Арман Физо в 1849 году. Он отразил от зеркала луч света, который проходил расстояние 8 км и падал на вращающееся колесо с зубцами, и получил 315 000 км/с.
Позднее его соотечественник, Леон Фуко, усовершенствовав эксперимент, добился значения в 298 000 км/с.
Спустя множество десятилетий и немалое количество экспериментов окончательная фундаментальная постоянная скорости света в вакууме была принята в 1983 году на генеральной конференции по мерам и весам.
Чему равен 1 световой год в километрах
Для расчета величины чему один световой год равен в километрах необходимо выяснить, сколько в земном году часов. Так как все годы на самом деле равны и имеют 365,25 суток (приблизительно), умножим 365,25 на 24 часа. Результат – 8766 часов.
Теперь остается только умножить скорость света, измеряемую в км/ч на 8766 часов. Получается 9,46 триллионов км. То есть для преодоления такого расстояния, двигаясь с постоянной скоростью 100 км/ч, понадобится около 11 миллионов лет, а со скоростью движения МКС (8 км/с) для преодоления 1 светового года понадобится 37,5 тысяч лет.
Примерно столько же, согласно археологическим данным, существует человек современного типа.
Реже используемые единицы:
- 1 световая секунда – 299 792,458 км;
- минута – 17 987 547,48 км;
- час – 1 079 252 848,8 км;
- сутки – 25 902 068 371,2 км;
- неделя – 181 314 478 598,4 км;
- месяц – 788 394 206 048,4 км.
Иногда встречается вопрос – сколько земных лет в световом году? Разумеется, нисколько, так как земной год – это отрезок времени, а световой – единица измерения расстояния.
Можно посчитать, за сколько лет наша планета проходит по орбите вокруг Солнца расстояние, равное 1 световому году, продолжая двигаться со средней скоростью 29, 765 км/с. Получится, что такое прохождение займет около 10 тысяч лет.
Но нельзя сказать, что столько земных лет в одном световом, по упомянутой выше причине.