ما هي السنة الضوئية وما تساويها؟

ومن الصعب قياس المسافات الكونية بالأمتار والكيلومترات العادية، لذلك يستخدم علماء الفلك وحدات فيزيائية أخرى في عملهم. واحد منهم يسمى سنة ضوئية.

العديد من محبي الخيال العلمي على دراية بهذا المفهوم، حيث يظهر بشكل متكرر في الأفلام والكتب. لكن لا يعلم الجميع ما تساويه السنة الضوئية، بل إن البعض يعتقد أنها مشابهة للحساب السنوي المعتاد للوقت.

ما هي السنة الضوئية؟

في الواقع، السنة الضوئية ليست وحدة زمنية، كما قد يفترض المرء، ولكنها وحدة طول تستخدم في علم الفلك. وتعرف بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة.

ويشيع استخدامه في كتب علم الفلك المدرسية أو الخيال العلمي لتحديد الأطوال داخل النظام الشمسي. لإجراء حسابات رياضية أو قياسات أكثر دقة للمسافات في الكون، يتم أخذ وحدة أخرى كأساس - .

ارتبط ظهور السنة الضوئية في علم الفلك بتطور العلوم النجمية والحاجة إلى استخدام معلمات قابلة للمقارنة بمقياس الفضاء. تم تقديم هذا المفهوم بعد سنوات قليلة من أول قياس ناجح للمسافة من الشمس إلى النجم 61 Cygni في عام 1838.


في الأصل كانت السنة الضوئية تسمى المسافة التي يقطعها الضوء في سنة مدارية واحدة، أي لمدة زمنية تساوي الدورة الكاملة للفصول. ومع ذلك، منذ عام 1984، تم اتخاذ السنة اليوليانية (365.25 يومًا) كأساس، ونتيجة لذلك أصبحت القياسات أكثر دقة.

كيف يتم تحديد سرعة الضوء؟

لحساب السنة الضوئية، كان على الباحثين أولاً تحديد سرعة الضوء. ذات مرة، اعتقد علماء الفلك أن انتشار الأشعة في الفضاء يحدث على الفور، ولكن في القرن السابع عشر، بدأ التشكيك في مثل هذا الاستنتاج.

المحاولات الأولى لإجراء الحسابات كانت على يد جاليليو جاليلي، الذي قرر حساب الوقت الذي يستغرقه الضوء ليقطع مسافة 8 كيلومترات. بحثه كان غير ناجح. تمكن جيمس برادلي من حساب القيمة التقريبية عام 1728، حيث حدد قيمة السرعة بـ 301 ألف كم/ث.

ما هي سرعة الضوء؟

على الرغم من حقيقة أن برادلي أجرى حسابات دقيقة إلى حد ما، إلا أنه في القرن العشرين فقط تمكنوا من تحديد السرعة الدقيقة باستخدام تقنية الليزر الحديثة. مكنت المعدات المثالية من إجراء حسابات معدلة وفقًا لمؤشر انكسار الأشعة، ونتيجة لذلك كانت هذه القيمة 299.792.458 كيلومترًا في الثانية.


ويعمل علماء الفلك بهذه الأرقام حتى يومنا هذا. وفي المستقبل، ساعدت الحسابات البسيطة في التحديد الدقيق للزمن الذي تحتاجه الأشعة لتطير حول مدار الكرة الأرضية دون أن تتأثر بمجالات الجاذبية.

على الرغم من أن سرعة الضوء لا يمكن مقارنتها بالمسافات الأرضية، إلا أن استخدامها في الحسابات يرجع إلى حقيقة أن الناس معتادون على التفكير في الفئات "الأرضية".

ما هي السنة الضوئية؟

إذا أخذنا في الاعتبار أن الثانية الضوئية تساوي 299,792,458 مترًا، فمن السهل حساب أن الضوء يقطع مسافة 17,987,547,480 مترًا في الدقيقة. وكقاعدة عامة، يستخدم علماء الفيزياء الفلكية هذه البيانات لقياس المسافات داخل أنظمة الكواكب.

لدراسة الأجرام السماوية على نطاق الكون، من الملائم أكثر أن نأخذ سنة ضوئية كأساس، وهو ما يعادل 9.460 تريليون كيلومتر أو 0.306 فرسخ فلكي. مراقبة الأجسام الكونية هي الحالة الوحيدة التي يستطيع فيها الإنسان رؤية الماضي بأم عينيه.

يستغرق الضوء المنبعث من نجم بعيد سنوات عديدة للوصول إلى الأرض. ولهذا السبب، عند مراقبة الأجسام الفضائية، فإنك تراها ليس كما هي في تلك اللحظة، بل كما كانت في لحظة انبعاث الضوء.

أمثلة على المسافات في السنوات الضوئية

وبفضل القدرة على حساب سرعة الأشعة، تمكن علماء الفلك من حساب المسافة بالسنوات الضوئية إلى العديد من الأجرام السماوية. لذا، فإن المسافة من كوكبنا إلى القمر هي 1.3 ثانية ضوئية، إلى Proxima Centauri - 4.2 سنة ضوئية، إلى سديم المرأة المسلسلة - 2.5 مليون سنة ضوئية.


تبلغ المسافة بين الشمس ومركز مجرتنا حوالي 26 ألف سنة ضوئية، وبين الشمس وكوكب بلوتو - 5 ساعات ضوئية.