Скорость света в год: Что такое световой год?

Что такое световой год?

23.12.202123.12.2021

Световой год — это измерение расстояния, а не времени, как многие могут подумать. Световой год — это расстояние, которое проходит луч света за один земной год, что составляет примерно 9,7 триллиона километров. В масштабах Вселенной измерение расстояний в километрах затруднительно из-за получаемых огромных чисел. Поэтому астрономам гораздо проще измерить расстояние до звезд за время, которое требуется свету, чтобы пройти это пространство. Например, ближайшая к нашему Солнцу звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года от нас. То есть свету, который мы видим от звезды, требуется чуть более четырех лет, чтобы добраться до нас.

В масштабах Вселенной измерять расстояния в километрах очень сложно из-за огромных цифр. Фото: Unsplash

Световой год в километрах

Скорость света постоянна во всей Вселенной и известна с высокой точностью. В вакууме свет движется со скоростью 299 792 458 м/с (1 079 252 849 км/ч). Чтобы найти расстояние по световому году, умножьте эту скорость на количество часов в году — 8760. Результат будет равен 9,45 триллиона километров. На первый взгляд, это значение может показаться невероятным расстоянием. Но огромные масштабы Вселенной запросто затмевают эту длину. Согласно последней оценке астрономов, диаметр видимой Вселенной составляет 93 миллиарда световых лет.

Зачем нужны измерения в световых годах?

Ближайшая к нам область звездообразования — туманность Ориона — расположена на расстоянии около 1300 световых лет. Центр нашей галактики — на расстоянии около 27 тысяч световых лет от нас. Ближайшая к нам спиральная галактика — галактика Андромеды — находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас.

Галактика Андромеды находится в 2,5 миллионах световых лет от нас. Фото: NASA

Некоторые из самых далеких галактик, которые мы видим, находятся на расстоянии миллиардов световых лет от нас. Галактика GN-z11 считается самой удаленной от Земли обнаруживаемой галактикой на расстоянии 13,4 миллиарда световых лет. Согласитесь, если записывать эти расстояния в привычных нам километрах, мы просто запутаемся в огромном количестве нулей, а счет идет на квадриллионы, квинтиллионы и секстиллиарды.

Voyager получают сигнал лишь через 19 часов после отправления их с Земли. Фото: NASA

Как и градусы, световой год можно разбить на более мелкие единицы: световые часы, световые минуты или световые секунды. Например, Солнце находится на расстоянии более 8 световых минут от Земли, а Луна — на расстоянии чуть более световой секунды. Ученые используют эти термины, когда говорят о связи с космическими аппаратами и роверами. Из-за конечной скорости света отправка сигнала марсоходу Curiosity на Марсе может занять более 20 минут, а сингалы к Voyager — более 19 часов.

«Машина времени»

Измерение в световых годах также позволяет астрономам определить, как далеко назад во времени они наблюдают. Поскольку свету нужно время, чтобы добраться до наших глаз, все, что мы видим в ночном небе, уже произошло в прошлом.

Мы видим галактику Андромеды такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад. Самый далекий объект, который мы можем увидеть, — космический микроволновый фон. Он также является самым старым представлением о Вселенной, произошедшим сразу после Большого взрыва около 13,8 миллиарда лет назад.

Реликтовое излучение

Телескоп Джеймса Уэбба поможет нам рассмотреть объекты, которые сформировались как раз в самые ранние периоды жизни Вселенной, когда ей было всего несколько сотен миллионов лет. Текущие приборы показывают нам эти объекты слишком размытыми.

Альтернатива световым годам

Астрономы также используют парсеки как альтернативу световому году. Это сокращенное название от parallax-second. Парсек происходит от использования триангуляции для определения расстояния до звезд. Чтобы быть более конкретным, это расстояние до звезды, видимое положение которой смещается на 1 угловую секунду (1/3600 градуса) в небе после того, как Земля совершает оборот на полпути вокруг Солнца.

Одна угловая секунда равна 3,26 светового года.

Напомним, что ранее ученые сделали прогноз о том, когда взорвется Cолнце.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine

NASA Вояджер Вселенная галактика Галактика Андромеды

сколько это в километрах, почему так называется, скольки земным годам равен

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.

Содержание

1. Световой год: общие сведения
2. Скорость света
3. Как определили скорость света
4. Чему равен 1 световой год в километрах
5. Калькулятор световых скоростей
6. Зачем использовать световые годы
7. Альтернативы световым годам
8. Примеры расстояний в световых годах

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.

Калькулятор световых скоростей

Калькулятор для конвертации световых единиц измерения в расстояние:

Перевести световые года в километры

Перевести световые месяцы в километры

Перевести световые недели в километры

Перевести световые сутки в километры

Перевести световые часы в километры

Перевести световые минуты в километры

Перевести световые секунды в километры

Калькулятор для конвертации расстояния в световые единицы измерения:

Перевести километры в световые года

0 световых лет

Перевести километры в световые месяцы

0 световых месяцев

Перевести километры в световые недели

0 световых недель

Перевести километры в световые сутки

0 световых суток

Перевести километры в световые часы

0 световых часов

Перевести километры в световые минуты

0 световых минут

Перевести километры в световые секунды

0 световых секунд

Зачем использовать световые годы

Самая близкая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года. Остальные звезды, видимые невооруженным глазом на ночном небе расположены еще дальше – в десятках, сотнях и тысячах световых лет.

Возможно, некоторых из них уже не существует, и мы до сих пор наблюдаем лишь свет, который путешествуя с такой огромной скоростью, продолжает лететь к нам. И звезда, исчезнувшая сто лет назад еще 100 лет будет продолжать светиться на земном небе.

Использование километров или миль в данном случае нецелесообразно и подходит только для измерения дистанций в ближнем космосе. Например, свет от Солнца до Земли долетает за 8 минут, что примерно равно 150 млн. км. А расстояние до Луны – менее 400 тыс. км. что немногим более 1 световой секунды.

Альтернативы световым годам

Несмотря на огромное значение, световой год тоже бывает мал для измерения гигантских дистанций между объектами Вселенной. Поэтому часто астрономы пользуются парсеками, также не входящими в международную систему величин. 1 парсек примерно равен 3,26 световым годам или 30,857 трлн. км.

Примеры расстояний в световых годах

Чтобы представить, что такое световой год практически, вот лишь некоторые из расстояний во Вселенной, измеренных этой величиной:

• расстояние до Плутона – 5-5,9 световых часов:
• диаметр Млечного Пути – 100 тысяч световых лет;
• расстояние до соседней галактики Андромеды – от 2,4 до 2,7 миллиона световых лет;
• до самых близких ярчайших объектов космоса, квазаров – 3 миллиарда световых лет;
• до границы видимой Вселенной – около 14 миллиардов световых лет.

Таким образом, современные технологии позволяют человеку в течение всей его жизни заглянуть только лишь за пределы Солнечной Системы. Красотами далеких звезд и туманностей остается любоваться в телескоп либо изучая снимки, полученные с космических аппаратов.

планет за пределами нашей Солнечной системы

световых года — это расстояние, которое свет проходит за один год. Свет распространяется через межзвездное пространство со скоростью 186 000 миль (300 000 километров) в секунду и 5,88 триллиона миль (9,46 триллиона километров) в год.

Совершите прыжок на световые годы, путешествуя по галактике Млечный Путь. Видео предоставлено: NASA/JPL-Caltech.

Мы используем световое время для измерения огромных космических расстояний.

Это расстояние, которое проходит свет за определенный период времени. Также: СВЕТ БЫСТРО, ничто не движется быстрее света.

Какое расстояние может пройти свет за одну минуту? 11 160 000 миль. Солнечному свету требуется 43,2 минуты, чтобы достичь Юпитера, который находится на расстоянии около 484 миллионов миль. Свет быстр, но расстояния обширны . За час свет может пройти 671 миллион миль.

Земля находится примерно в восьми световых минутах от Солнца. Путешествие со скоростью света к самому краю нашей Солнечной системы — к самым дальним уголкам Облака Оорта, к скоплению спящих комет, далеко оттуда — заняло бы около 1,87 года. Продолжайте двигаться к Проксиме Центавра, ближайшей соседней звезде, и планируйте прибыть через 4,25 года со скоростью света.

Когда мы говорим об огромности космоса, легко отбрасывать большие числа, но гораздо труднее понять, насколько велики, как далеки и как многочисленны небесные тела на самом деле.

Чтобы лучше понять, например, истинные расстояния до экзопланет — планет вокруг других звезд — мы могли бы начать с театра, в котором мы их находим, галактики Млечный Путь

Наша галактика представляет собой гравитационно связанную совокупность звезд , закручиваясь по спирали сквозь пространство. Судя по самым глубоким изображениям, полученным на сегодняшний день, это одна из примерно 2 триллионов галактик в наблюдаемой Вселенной. Группы их объединены в скопления галактик, а те в сверхскопления; сверхскопления организованы в огромные пласты, протянувшиеся через всю вселенную, перемежающиеся темными пустотами и придающие всему вид структуры паутины.

Наша галактика, вероятно, содержит от 100 до 400 миллиардов звезд и имеет диаметр около 100 000 световых лет. Звучит грандиозно, и так оно и есть, по крайней мере, до тех пор, пока мы не начнем сравнивать ее с другими галактиками. Например, наша соседняя галактика Андромеды имеет ширину около 220 000 световых лет. Другая галактика, IC 1101, простирается на целых 4 миллиона световых лет.

Основываясь на наблюдениях космического телескопа НАСА «Кеплер», мы можем с уверенностью предсказать, что каждая звезда, которую вы видите на небе, вероятно, содержит по крайней мере одну планету. На самом деле мы, скорее всего, говорим о многопланетных системах, а не об отдельных планетах. В нашей галактике из сотен миллиардов звезд потенциальное количество планет достигает триллионов. Подтвержденные обнаружения экзопланет (сделанные Кеплером и другими телескопами, как в космосе, так и на земле) в настоящее время составляют более 4000 — и это если рассматривать только крошечные кусочки нашей галактики.

Многие из них представляют собой небольшие каменистые миры, которые могут иметь подходящую температуру для того, чтобы жидкая вода скапливалась на их поверхности.

Ближайшая известная экзопланета — это небольшая, вероятно, каменистая планета, вращающаяся вокруг Проксимы Центавра — следующей звезды от Земли. Чуть больше четырех световых лет от нас, или 24 триллиона миль. Если бы авиакомпания предложила полет туда на самолете, это заняло бы 5 миллионов лет. Об этом мире мало что известно; его близкая орбита и периодическое вспыхивание звезды снижают его шансы быть обитаемым.

Система TRAPPIST-1 состоит из семи планет примерно земного размера, вращающихся вокруг красного карлика на расстоянии около 40 световых лет от нас. Они, скорее всего, каменистые, четыре из них находятся в «обитаемой зоне» — орбитальном расстоянии, допускающем потенциальную жидкую воду на поверхности. И компьютерное моделирование показывает, что у некоторых есть хорошие шансы быть водянистыми или ледяными мирами. В ближайшие несколько лет мы, возможно, узнаем, есть ли у них атмосфера или океаны, или даже признаки пригодности для жизни.

Одной из самых далеких известных нам экзопланет в Млечном Пути является Kepler-443b. Чтобы добраться туда со скоростью света, потребуется 3000 лет. Или 28 миллиардов лет при скорости 60 миль в час.

Вселенная — это все. Он включает в себя все пространство и всю материю и энергию, которые содержит пространство. Оно включает в себя даже само время и, конечно же, вас.

› больше часто задаваемых вопросов

Этот набор постеров о путешествиях изображает день, когда творчество ученых и инженеров позволит нам делать то, о чем мы сейчас можем только мечтать.

Исследуйте интерактивную галерею некоторых из самых интригующих и экзотических планет, обнаруженных до сих пор.

Планетарное путешествие во времени. Древние спорили о существовании планет помимо нашей; теперь мы знаем о тысячах.

Какое расстояние проходит свет за год?

Вселенная очень большая. По мере того, как астрономы на протяжении веков заглядывали все дальше в космос и глубже в прошлое, они пришли к пониманию того, насколько маленькой и незначительной кажутся наша планета и наш вид по сравнению с ней. В то же время продолжающиеся исследования электромагнетизма и далеких звезд привели ученых к выводу, что такое скорость света и что это самая высокая доступная скорость.

Таким образом, астрономы стали использовать расстояние, которое свет проходит за один год (также известный как световой год), для измерения расстояний в межзвездном и межгалактическом масштабе. Но какое расстояние свет проходит за год? По сути, он движется со скоростью 299 792 458 метров в секунду (1080 миллионов км/час; 671 миллион миль в час), что соответствует примерно 9 460,5 трлн км (5 878,5 трлн миль) в год.

Скорость света:

Вычисление скорости света было задачей ученых на протяжении многих веков. А до 17 века существовали разногласия по поводу того, конечна ли скорость света или он перемещается из одного места в другое мгновенно. В 1676 году датский астроном Оле Ромер разрешил спор, когда его наблюдения за видимым движением спутника Юпитера Ио показали, что скорость света конечна.

Свет движется с разными длинами волн, представленными здесь разными цветами, видимыми в призме. Предоставлено: NASA/ESA

На основе своих наблюдений знаменитый голландский астроном Кристиан Гюйгенс вычислил скорость света в 220 000 км/с (136 701 миль/с). В течение следующих двух столетий скорость света уточнялась все больше и больше, в результате чего оценки варьировались от 299 000 до 315 000 км / с (от 185 790 до 195 732 миль / с).

За этим последовал Джеймс Клерк Максвелл, который в 1865 году предположил, что свет представляет собой электромагнитную волну. В его теории электромагнетизма скорость света была представлена ​​как с. А затем в 1905 году Альберт Эйнштейн предложил свою специальную теорию относительности, которая постулировала, что скорость света ( c ) постоянна, независимо от инерциальной системы отсчета наблюдателя или движения источника света.

К 1975 году, после столетий уточненных измерений, скорость света в вакууме составила 299 792 458 метров в секунду. Текущие исследования также показали, что свет распространяется на разных длинах волн и состоит из субатомных частиц, известных как фотоны, которые не имеют массы и ведут себя как частицы и волны.

Световой год:

Как уже отмечалось, скорость света (выраженная в метрах в секунду) означает, что свет проходит расстояние 9 460 528 000 000 км (или 5 878 499 817 000 миль) за один год. Это расстояние известно как «световой год» и используется для измерения объектов во Вселенной, находящихся на значительном расстоянии от нас.

Примеры объектов в нашей Вселенной и шкала расстояний до них, основанная на световом году в качестве стандартной меры. Кредит: Боб Кинг.

Например, ближайшая к Земле звезда (Проксима Центавра) удалена примерно на 4,22 световых года. Центр галактики Млечный Путь находится на расстоянии 26 000 световых лет, а ближайшая крупная галактика (Андромеда) — на расстоянии 2,5 миллиона световых лет.

На сегодняшний день кандидатом на самую дальнюю от Земли галактику является MACS0647-JD, которая находится примерно в 13,3 миллиардах световых лет от нас.

И Космический Микроволновый Фон, реликтовое излучение, которое, как считается, осталось от Большого Взрыва, находится примерно в 13,8 миллиардах световых лет от Земли. Открытие этого излучения не только укрепило теорию Большого взрыва, но и дало астрономам точную оценку возраста Вселенной. Это поднимает еще один важный вопрос об измерении космических расстояний в световых годах, а именно тот факт, что пространство и время переплетены.

Видите ли, когда мы видим свет, исходящий от отдаленного объекта, мы на самом деле оглядываемся назад во времени. Когда мы видим свет звезды, расположенной в 400 световых годах от нас, мы на самом деле видим свет, излучаемый этой звездой 400 лет назад. Следовательно, мы видим звезду такой, какой она выглядела 400 лет назад, а не такой, какой она выглядит сегодня. В результате, глядя на объекты в миллиардах световых лет от Земли, можно увидеть миллиарды световых лет назад во времени.