Bir yil ichida yorug'lik qanaqa masofa bo'ladi? Engil yil nima?

Albatta, ba'zi bir ajoyib harakatlar filmida "Tatuin yigirmataga" degan ifodani eshitgansiz engil yillar», Ko'pchilik qonuniy savollar berdi. Men ularning bir qismini eshitaman:

Vaqt yil emasmi?

Keyin nima bo'ladi yorug'lik yili?

Qancha kilometr?

Qanday qilib engib o'tish kerak? yorug'lik yili   kosmik kemasi Yerdan?

Men bugungi maqolani o'lchov birligining qiymatini tushuntirishga, odatdagi kilometrlar bilan taqqoslab, u bilan ishlaydigan miqyosni namoyish qilishga qaror qildim. Koinot.

Virtual raker.

250 km / soat tezlikda avtomagistral bo'ylab shoshilib, barcha qoidalarni buzgan inson tasavvur qiling. Ikki soat ichida u 500 kilometrni, to'rt soatdan keyin esa 1000ni yutadi. Ammo, albatta, u bu jarayonda to'xtaydi ...

Bu tezlik! Ammo butun er yuzini (40 000 km) aylanib o'tish uchun, chavandozimizga 40 marta ko'proq vaqt kerak bo'ladi. Va bu 4 x 40 = 160 soat. Yoki deyarli butun hafta davom etadigan haydash!

Natijada, biz u 40.000.000 metrni qoplagan deb aytmaymiz. Dalillik har doim bizni muqobil o'lchash o'lchov birliklarini ixtiro qilish va undan foydalanishga majbur qilgan.

Limit

Fizika bo'yicha maktab kursidan har kim bilishi kerakki, eng tezkor chavandoz Koinotdan   - nur. Bir soniyadan so'ng, uning nurlari taxminan 300.000 km masofani bosib o'tadi va bu dunyo 0.134 sekundda bo'ladi. Bu virtual rakerimizga nisbatan 4 298 507 marta tezdir!

From Yerdan   qadar Oy   yorug'lik o'rtacha 1,25 sekundga etadi Quyosh   Uning rayi 8 daqiqadan ko'proq vaqtni oladi.

Katta, shunday emasmi? Biroq, nur tezligidan kattaroq tezliklarning mavjudligi hali tasdiqlanmagan. Shuning uchun ilmiy dunyo ma'lum vaqt oralig'ida (ayniqsa, engil bo'lgan) radio to'lqinlaridan o'tadigan birliklarda kosmik miqyoslarni o'lchash mantiqiy ekanligiga qaror qildi.

Masofalar

Shunday qilib, yorug'lik yili   - bir yil ichida yorug'lik nurini o'tadigan masofadan boshqa hech narsa yo'q. Yulduzlararo miqyosda bu masofadan kichikroq birliklarni qo'llash mantiqiy emas. Va ular ham shunday. Ularning taxminiy qadriyatlari:

1 soniyali soniya ≈ 300 000 km;

1-daqiqa ≈ 18 000 000 km;

1 yorug'lik ≈ 1 080 000 000 km;

1 yorug'lik kuni ≈ 26 000 000 000 km;

1 haftalik ≈ 181 000 000 000 km;

1 yorug'lik oyi ≈ 790 000 000 000 km.

Va endi, raqamlar qaerdan kelganini tushunish uchun, biriga teng bo'lganlarni hisoblab chiqamiz yorug'lik yili.

Yiliga 365 kun, kuniga 24 soat, soatiga 60 daqiqa va daqiqada 60 soniya mavjud. Shunday qilib, yil 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 soniyadan iborat. Bir soniyada, nur 300.000 km. Natijada, uning uzunligi 31,536,000 x 300,000 = 9,460,800,000,000 km masofani qamrab oladi.

Bu raqam quyidagicha o'qiydi: To'qqizta TRILLIONES, to'rtinchisi - oltmish milliard dollar va sakkizta MILLIONLAR   kilometr

Albatta, aniq qiymat yorug'lik yili   biz hisoblagan narsadan bir oz boshqacha. Biroq mashhur ilm-fan maqomidagi yulduzlarga masofani ta'riflashda, eng aniqlik, asosan, zaruratsiz va yuz yoki bir million million kilometr bu erda alohida o'rin tutmaydi.

Va endi biz fikrlash tajribalarini davom ettiramiz ...

O'lchov.

Bu zamonaviy deylik kosmik kema   barglari Quyosh tizimi   Uchinchi kosmik tezlik bilan (≈ 16,7 km / s). Birinchisi yorug'lik yili   u 18000 yil ichida engib o'tadi!

4,36 engil yillar   eng yaqin yulduz tizimiga ( Alpha Centauri, tasvirni boshida ko'rishingiz mumkin), u taxminan 78 ming yilni yengib chiqadi!

Bizning somon yo'li galaktikasitaxminan 100 ming kishi bor engil yillar, u 1 milliard 780 million yil o'tishi kerak.

Va eng yaqin katta galaktikalar, kosmik kema   36 milliard yildan keyin ...

Bu pieslar. Ammo nazariya, hatto Koinot   faqat 16 milliard yil oldin edi ...

Va nihoyat ...

Kosmik tarozi tashqariga chiqmasdan ham hayratda qolishi mumkin Quyosh tizimichunki u o'zida juda katta. Masalan, loyihani yaratuvchilar uni juda yaxshi va aniq ko'rsatdilar. Oy bo'lganda edi   faqat 1 piksel (Agar oy bir piksel edi): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

Men, ehtimol, bugungi maqolani yakunlay olaman. Barcha savollaringiz, fikrlaringiz va takliflaringiz quyidagi izohlarda xush kelibsiz.

Astronomlarning kosmosdagi uzoq ob'ektlarga masofani hisoblash uchun nega yorug' yil ishlatmasligini bilasizmi?

Engil yil - kosmosdagi masofani o'lchash uchun yopiq tizimlar birligi. U astronomiya bo'yicha ommabop kitoblar va darsliklarda keng qo'llaniladi. Biroq, professional astrofizikada bu raqam juda kamdan-kam hollarda qo'llaniladi va tez-tez kosmosdagi ob'ektlarga masofani aniqlaydi. Buning sababi oddiy: agar yorug'lik yillarida koinotdagi uzoq ob'ektlarga masofani aniqlasangiz, bu raqam juda katta bo'ladi, bu jismoniy va matematik hisob-kitoblar uchun foydalanish uchun qulay va foydasiz bo'ladi. Shu sababli, professional astronomiyada yorug'lik yili o'rniga bunday o'lchov birligi ishlatiladi, bu murakkab matematik hisob-kitoblarni amalga oshirishda juda qulaydir.

Vaqtning ta'rifi

"Engil yil" atamasining ta'rifi har qanday astronomiya darslikida uchraydi. Yilning yorug'lik yili - yorug'lik nurlari bir yil ichida sayr qiladigan masofa. Bunday ta'rif havaskorlikni qondirishi mumkin, ammo kosmolog mutaxassis uni to'liqsiz deb hisoblaydi. U ta'kidlashicha, yorug'lik yili nafaqat yorug'lik bir yilda sayr qiladigan masofa emas, balki yorug'lik nurining masofa 365.25 Quyosh atrofida magnit maydonlardan ta'sirlanmasdan vakuumda o'tadi.

Engil yil 9,46 trillion kilometrni tashkil etadi. Bu nur masofa bir yil ichida sayohat qiladi. Ammo astronomlar ray yo'lining bunday aniq ta'rifiga qanday erishdilar? Biz bu haqda quyida muhokama qilamiz.

Yorug'lik tezligini aniqlash

Qadim zamonlarda, nur darhol koinotda targ'ib qilinishiga ishonilgan. Biroq, o'n ettinchi asrdan boshlab, olimlar buni shubha ostiga qo'yishdi. Yuqorida keltirilgan so'zlardan birinchisi Galileyga shubha bildirdi. U yorug'lik nuridan 8 km masofani bosib o'tadigan vaqtni aniqlab olishga harakat qildi. Ammo yorug'lik tezligi kabi bunday masofa uchun bunday masofa ahamiyatsiz bo'lganligi sababli eksperiment muvaffaqiyatsiz tugadi.

Bu masala bo'yicha birinchi katta o'zgarishlar mashhur Daniya astronomlari Olaf Romerning kuzatuvi edi. 1676 yilda u kosmosda Yerga ularni yondoshishga va ularni yo'q qilishga qarab, tutilish vaqtidagi farqni ko'rdi. Roemer ushbu kuzatishni muvaffaqiyatli ravishda Yerdan uzoqlashtirayotganligi sababli muvaffaqiyatli ravishda bog'lardi, bu sayyoramizdagi masofani bosib o'tadigan yorug'lik uchun qancha vaqt kerak.

Ushbu haqiqatning mohiyati Roemerning aniqligi bilan aniqlandi, ammo u nur tezligining ishonchli qiymatini hisoblab chiqa olmadi. Uning hisob-kitoblari noto'g'ri edi, chunki o'n yettinchi asrda u Yerdan Yerga Quyosh sistemasidagi boshqa sayyoralarga masofa haqida aniq ma'lumot bera olmadi. Bu ma'lumotlar birozdan keyin aniqlandi.

Tadqiqot va yorug'lik yilini belgilashda keyingi siljishlar

1728-yilda yulduzlarning aberration ta'siri kashf qilgan ingliz astronomi Jeyms Bredli nurning taxminan tezligini hisoblash uchun birinchi bo'lib ishlagan. Uning qiymatini 301 ming km / s ga aniqladi. Lekin bu qiymat noto'g'ri. Yorug'lik tezligini hisoblash uchun yanada murakkab usullar Yerda kosmik jismlarga murojaat qilmasdan ishlab chiqarilgan.

Qaytgan g'ildirak va ko'zgu yordamida vakuumdagi yorug'lik tezligining kuzatuvlari A.Fyso va L. Foucault tomonidan amalga oshirildi. Ularning yordami bilan fiziklar ushbu miqdorning haqiqiy qiymatiga yaqinlasha olishdi.

To'g'ri yorug'lik tezligi

Nurning aniq tezligi, olimlar faqat o'tgan asrda aniqlay olishdi. Maksvellning elektromagnitika nazariyasiga asoslanib, zamonaviy lazer texnologiyasidan foydalangan holda va havodagi yorqin oqimning parchalanish indekslari uchun tuzilgan hisob-kitoblar olimlar 299,792,458 km / sek tezlikda aniq nur qiymatini aniqlay olishdi. Astronomlar bu qiymatdan foydalanmoqdalar. Keyin yorug'likni kun, oy va yilni aniqlash texnologiya masalasi edi. Oddiy hisob-kitoblarga ko'ra, olimlar 9,46 trillion kvadrat kilometrni qo'lga kiritdilar - yorug'likning nurini Yerning orbitasi atrofida uchib ketishi uchun juda ko'p vaqt talab etiladi.

"Engil yil" tushunchasining ma'nosini tushunish uchun, birinchi navbatda, fizika maktabining kursini, ayniqsa, yorug'lik tezligiga taalluqli bo'limni esga olishingiz kerak. Masalan, gravitatsiyaviy va magnit maydonlari, to'xtatilgan zarrachalar, shaffof muhitni sinishi va hokazolar kabi turli omillar ta'sir ko'rmaydigan vakuumdagi yorug'lik tezligi sekundiga 299 792,5 kilometrni tashkil qiladi. Shuni tushunish kerakki, bu holatda, nur insoniy tuyulgan tomonidan qabul qilingan elektromagnit to'lqinlarga tegishlidir.

Masofani o'lchash uchun ma'lum bo'lgan birliklar engil oy, hafta, kun, soat, daqiqa va ikkinchi.

Juda uzoq vaqt davomida yorug'lik tezligi cheksiz deb hisoblanardi va 17-asrning o'rtalarida astronom Olaf Remer tomonidan vakuumdagi yorug'lik nurlarining taxminiy tezligini hisoblaydigan birinchi odam hisoblandi. Albatta, uning ma'lumotlari juda taxminiy edi, lekin tezlikning yakuniy qiymatini aniqlash juda muhim. 1970 yilda yorug'lik tezligi sekundiga bir metrlik aniqlik bilan aniqlandi. Haqiqiy natijalar hozirgacha erishilmadi, chunki metrologiya standartining aniqligi bilan bog'liq muammolar yuzaga keldi.

Engil yil va boshqa masofalar

Kosmosdagi masofalar juda katta bo'lgani uchun ularni odatdagi birliklarda o'lchash aqlsiz va noqulay bo'ladi. Ushbu fikrlarga asoslanib, maxsus o'lchov birligi joriy etildi - yorug'lik yili, ya'ni yorug'lik Yulian yili deb ataladigan masofa (365.25 kunga teng). Har kuni 86,400 sekunddan iborat bo'lganligini hisobga oladigan bo'lsak, bir yilda nur nurlari 9,4 trillion kilometrdan ko'proq masofani bosib o'tadi. Masalan, Erning eng yaqin yulduzi Proxima Centauriga bo'lgan masofa 4,2 yilni tashkil qiladi va Somon Yo'li galaktikasining diametri 100,000 yorug'lik yilidan oshib ketishi mumkin, ya'ni mavjud bo'lgan ingl. Kuzatuvlar atrofdagi mavjud tasvirni aks ettiradi yuz minglab yillar oldin.

Yorug'lik nurlari bir soniyadan so'ng Yerdan Oyga masofani yengib chiqadi, ammo quyosh nurlari bizning sayyoramizga sekiz sakkiz daqiqadan ko'proq vaqt davomida etib boradi.

Yengil yil tushunchasi professional astrofizikada kamdan kam qo'llaniladi. Olimlar asosan parsek va astronomik birliklar kabi birliklarda faoliyat yuritmoqdalar. Parsek - Yer orbitasining radiusi bir soniya (1/3600 daraja) burchagida ko'rinadigan xayoliy nuqtaga bo'lgan masofa. Orbitaning o'rtacha radiusi, ya'ni Erdan Quyoshgacha bo'lgan masofa astronomik birlik deb ataladi. Parsek uch yorug'lik yili yoki 30,8 trillion kilometr. Astronomiya birligi taxminan 149,6 million kilometrni tashkil etadi.

NASA 2017 yil 22-fevralda TRAPPIST-1ning yagona yulduzida 7 eksplanet topilganligini xabar qildi. Ulardan uchtasi sayyoramizdagi masofa oralig'ida, unda sayyoramizda suyuq suv bor va suv hayot uchun muhim shartdir. Ushbu yulduz tizimi Yerdan 40 yorug'lik yili uzoqlikda joylashganligi ham xabar beriladi.

Bu xabar ommaviy axborot vositalarida ko'plab shov-shuvlarga sabab bo'ldi, ba'zilar hatto insoniyat yangi joylar bilan yangi turar-joylarni qurish qarshisida turgan deb o'ylashgan, ammo bu shunday emas. Ammo 40 yorug'lik yili juda ko'p, u juda ko'p, u juda ko'p kilometr, ya'ni bu dahshatli darajada ulkan masofa!

Fizika kursidan uchinchi kosmik tezlik ma'lum - bu quyosh tizimidan tashqariga chiqishi uchun tananing Er yuzida bo'lishi kerak bo'lgan tezligi. Ushbu tezlikning qiymati 16,65 km / s ni tashkil qiladi. Oddiy orbital kosmik kemasi 7,9 km / s tezlikda boshlanadi va Yer atrofida aylanadi. Asos sifatida 16-20 km / s tezligi zamonaviy tuproq texnologiyalari uchun juda qulay, ammo yo'q!

Insoniyat hali kosmik qurilmani 20 km / sekdan tezroq qanday tezlashtirishni o'rgandi.

40 yorug'lik yilini yengib chiqish va TRAPPIST-1 yulduziga erishish uchun 20 km / s tezlikda uchish uchun kosmik kemani necha yil ichida hisoblab chiqamiz.
  Bir yorug'lik yili - yorug'lik nurlari vakuumda harakat qilayotgan masofa va yorug'lik tezligi taxminan 300 ming km / s dir.

Inson qo'llari tomonidan tayyorlangan kosmik kemasi 20 km / sek tezlikda uchadi, ya'ni nur tezligidan 15000 marta sekinroq. 40 yorug'lik yili, bunday kema 40 * 15000 = 600000 yilga teng bo'lgan davrda g'olib chiqadi!

Er kema (zamonaviy texnologiya darajasiga ega) TRAPPIST-1 yulduziga taxminan 600 ming yil ichida erishadi! Aqlli odam Yerda (olimlarning fikriga ko'ra) faqatgina 35-40 ming yil, shu erda 600 ming yil yashaydi!

Yaqin kelajakda texnologiya odamning TRAPPIST-1 yulduziga erishishiga ruxsat bermaydi. Haqiqiy dunyoda bo'lmagan kelajakdagi istiqbolli dvigatellar (ion, fotonik, kosmik suzib va ​​h.k.), kema tezligini 10,000 km / s tezlikda tezlashtirishi mumkin, ya'ni TRAPPIST-1 tizimiga parvoz vaqti 120 yilgacha pasayadi . Bu anabiosisdan yoki muhojirlarning bir necha avlodidan foydalanib uchish uchun juda ham kamroq vaqt, lekin bugungi kunda bularning barchasi ajoyibdir.

Hatto eng yaqin yulduzlar bizning galaktikamiz yulduzlarini yoki boshqa galaktikalar haqida gapirmaslik uchun hali ham juda uzoq odamlardir.

Somon Yo'li galaktikasining diametri taxminan 100 ming yorug'lik yili, ya'ni zamonaviy zamin kemasi uchun oxiridan to oxirigacha 1,5 milliard yil bo'ladi! Ilm bizning Yerimiz 4,5 milliard yilni tashkil etadi va ko'p hujayrali hayot taxminan 2 milliard yilni tashkil etadi. Bizga eng yaqin galaktikadagi masofa - Andromeda Nebulae - Yerdan 2,5 million yorug'lik yili - qanday dahshatli masofa!

Ko'rib turganingizdek, barcha tirik odamlarning hech biri boshqa sayyoradan sayyoramizga qadam qo'ygan emas.

O'z sayyorasini yuzlab yillar davomida o'rganib chiqib, masofa segmentlarini o'lchash uchun odamlar ko'proq yangi tizimlarni kashf etdilar. Natijada uzunligi bir metr bo'lgan umumiy o'lchov birligi va kilometrlarda o'lchashning katta usuli sifatida qarashga qaror qilindi.

Ammo keyingi yigirmanchi asr insoniyat uchun yangi muammodir. Odamlar kosmosni sinchkovlik bilan o'rgana boshladilar va koinotning kengligi shu qadar keng bo'lganki, bu erda kilometrlar oddiygina emas. Odatiy birliklarda Erdan Yerga yoki Yerdan Marsgacha masofani ifodalash mumkin. Agar siz eng yaqin yulduz sayyoramizdan qanchalik kilometr uzoqlikda ekanini aniqlashga harakat qilsangiz, bu raqam "o'nga yaqinlashadi", o'nli kasrli joylarga ega.

1 yorug'lik yili nimaga teng?

Kosmik bo'shliqlarni kashf qilish uchun yangi o'lchov birligining zarurligi aniq bo'ldi va u engil yil bo'ldi. Bir soniyada, nur 300.000 kilometrni tashkil etadi. Engil yil - bu yorug'lik bir yilda to'liq qamrab oladigan masofa - va undan ko'ra tanish tizimlar soni bo'yicha bu masofa 9.460.730.472.580,8 km.   Aniq "bir yorug'lik yili" dan foydalanish har gal hisob-kitoblarda bu katta sonni ishlatishdan ko'ra ancha qulaydir.

Bizga eng yaqin bo'lgan barcha yulduzlar Proxima Centauri bo'lib, u 4,22 yorug'lik yili davomida "faqat" chiqariladi. Albatta, kilometrlarga qarab, bu raqam juda katta bo'lib chiqadi. Biroq, har bir narsa taqqoslash bilan ma'lum - agar biz Andromeda deb ataladigan eng yaqin galaktikaning Somon yo'liga 2,5 million yorug'lik yili bo'lganini hisobga olsak, yuqorida aytilgan yulduz haqiqatdan ham yaqin qo'shni kabi ko'rinadi.

Darvoqe, nur yillarini olimlar olamshumulning qaysi qismlarida aqlli hayotni izlash kerakligini va radio signallarini qaerdan jo'natish kerakligini tushunishga yordam beradi. Radio signalining tezligi yorug'lik tezligiga o'xshash - navbati bilan uzoq galaktikaga yuborilgan salom o'z maqsadiga millionlab yillardan so'ng erishadi. Yana yaqinroq "qo'shnilar" dan javob kutish o'rinli - ob'ektlar, ularda gipotetik javob signallari inson hayotining davomiyligi davomida hatto yerdagi apparatalarga ham etib boradi.

1 yil yorug'lik yili qancha Er yili?

Keng yoritilganidek, yorug 'yil vaqt birligi. Aslida, bu emas. Bu atama Yer yillari bilan hech qanday aloqasi yo'q, ular bilan hech qanday aloqasi yo'q va yorug'lik Erdagi bir yil ichida faqat masofani bildiradi.