1 Lichtjahr ist die Anzahl der astronomischen Einheiten. Lichtjahr und kosmische Skala

Im Laufe der Jahrhunderte erkundeten die Menschen ihren eigenen Planeten und erfanden immer neue Systeme zur Messung von Entfernungssegmenten. Daher wurde beschlossen, einen Meter als universelle Längeneinheit zu betrachten und die lange Distanz in Kilometern zu messen.

Doch der Beginn des 20. Jahrhunderts stellte die Menschheit vor ein neues Problem. Die Menschen begannen, den Weltraum sorgfältig zu studieren – und es stellte sich heraus, dass die Weiten des Universums so groß sind, dass Kilometer hier einfach nicht passen. In herkömmlichen Einheiten kann man immer noch die Entfernung von der Erde zum Mond oder von der Erde zum Mars ausdrücken. Versucht man aber zu bestimmen, wie viele Kilometer der nächste Stern von unserem Planeten entfernt ist, „wächst“ die Zahl mit unvorstellbar vielen Dezimalstellen.

Was entspricht 1 Lichtjahr?

Es wurde klar, dass eine neue Maßeinheit benötigt wurde, um die Räume des Weltraums zu erkunden – und das Lichtjahr wurde dazu. In einer Sekunde legt Licht 300.000 Kilometer zurück. Lichtjahr - Dies ist die Entfernung, die das Licht in genau einem Jahr zurücklegen wird – und in ein bekannteres Zahlensystem übersetzt entspricht diese Entfernung 9.460.730.472.580,8 Kilometern. Es ist klar, dass es viel praktischer ist, das lakonische „ein Lichtjahr“ zu verwenden, als jedes Mal diese riesige Zahl in Berechnungen zu verwenden.

Von allen Sternen ist Proxima Centauri uns am nächsten – er ist „nur“ 4,22 Lichtjahre entfernt. In Kilometern ausgedrückt wird die Zahl natürlich unvorstellbar groß sein. Allerdings ist im Vergleich alles bekannt – wenn man bedenkt, dass die nächste Galaxie namens Andromeda weit entfernt ist Milchstraße In satten 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung scheint der oben erwähnte Stern tatsächlich ein sehr enger Nachbar zu sein.

Übrigens hilft die Verwendung von Lichtjahren Wissenschaftlern zu verstehen, in welchen Ecken des Universums es sinnvoll ist, nach intelligentem Leben zu suchen, und wo das Senden von Funksignalen völlig nutzlos ist. Schließlich ähnelt die Geschwindigkeit eines Funksignals der Lichtgeschwindigkeit – dementsprechend erreicht ein Gruß, der an eine ferne Galaxie gesendet wird, sein Ziel erst nach Millionen von Jahren. Es ist vernünftiger, eine Antwort von näheren „Nachbarn“ zu erwarten – Objekten, deren hypothetische Reaktionssignale zumindest im Laufe des Lebens eines Menschen irdische Geräte erreichen.

1 Lichtjahr sind wie viele Erdenjahre?

Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass das Lichtjahr eine Zeiteinheit sei. Tatsächlich ist das nicht wahr. Der Begriff hat nichts mit irdischen Jahren zu tun, korreliert in keiner Weise damit und bezieht sich ausschließlich auf die Distanz, die Licht in einem irdischen Jahr zurücklegt.

Diese Definition wird für die Verwendung in der populärwissenschaftlichen Literatur empfohlen. In der Fachliteratur werden zur Angabe großer Entfernungen üblicherweise Parsecs und Vielfache von Einheiten (Kilo- und Megaparsecs) anstelle von Lichtjahren verwendet.

Früher (vor 1984) war ein Lichtjahr die Entfernung, die das Licht in einem tropischen Jahr zurücklegte, und wurde der Epoche 1900.0 zugeordnet. Die neue Definition weicht von der alten um etwa 0,002 % ab. Da diese Entfernungseinheit nicht für hochpräzise Messungen verwendet wird, gibt es praktisch keinen Unterschied zwischen der alten und der neuen Definition.

Numerische Werte

Ein Lichtjahr ist gleich:

• 9.460.730.472.580.800 Meter (ca. 9,5 Petameter)

Verwandte Einheiten

Die folgenden Einheiten werden recht selten verwendet, normalerweise nur in populären Publikationen:

• 1 Lichtsekunde = 299.792,458 km (genau)
• 1 Lichtminute ≈ 18 Millionen km
• 1 Lichtstunde ≈ 1079 Millionen km
• 1 Lichttag ≈ 26 Milliarden km
• 1 Lichtwoche ≈ 181 Milliarden km
• 1 Lichtmonat ≈ 790 Milliarden km

Entfernung in Lichtjahren

Das Lichtjahr eignet sich zur qualitativen Darstellung von Entfernungsskalen in der Astronomie.

Galaktische Entfernungsskalen

• Eine astronomische Einheit mit guter Genauigkeit entspricht 500 Lichtsekunden, d. h. Licht erreicht die Erde von der Sonne in etwa 500 Sekunden.

siehe auch

Links

1. Internationale Standardisierungsorganisation. 9.2 Maßeinheiten

Anmerkungen

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was „Lichtjahr“ ist:

Eine systemfremde Längeneinheit, die in der Astronomie verwendet wird; 1 S.g. entspricht der Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. 1 S. g. = 0,3068 Parsec = 9,4605 · 1015 m. Physikalisch Enzyklopädisches Wörterbuch. M.: Sowjetische Enzyklopädie. Chefredakteur A. M. Prochorow... ... Physische Enzyklopädie

LICHTJAHR, eine Maßeinheit für die astronomische Entfernung, die der Entfernung entspricht, in der sich das Licht bewegt Weltraum oder im VAKUUM für ein tropisches Jahr. Ein Lichtjahr entspricht 9,46071012 km... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

LICHTJAHR, eine in der Astronomie verwendete Längeneinheit: der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, d. h. 9,466?1012 km. Die Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri) beträgt etwa 4,3 Lichtjahre. Die am weitesten entfernten Sterne der Galaxie befinden sich auf... ... Moderne Enzyklopädie

Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46? 1012 km... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Lichtjahr- LICHTJAHR, eine in der Astronomie verwendete Längeneinheit: der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, d. h. 9.466´1012 km. Die Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri) beträgt etwa 4,3 Lichtjahre. Die am weitesten entfernten Sterne der Galaxie befinden sich auf... ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch

Eine systemfremde Längeneinheit, die in der Astronomie verwendet wird. 1 Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. 1 Lichtjahr entspricht 9,4605E+12 km = 0,307 pc... Astronomisches Wörterbuch

Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46·1012 km. * * * LICHTJAHR LICHTJAHR, eine Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46×1012 km... Enzyklopädisches Wörterbuch

Lichtjahr- eine Entfernungseinheit, die dem Weg entspricht, den das Licht in einem Jahr zurücklegt. Ein Lichtjahr entspricht 0,3 Parsec... Konzepte der modernen Naturwissenschaft. Glossar der Grundbegriffe

Wissen Sie, warum Astronomen nicht Lichtjahre verwenden, um Entfernungen zu entfernten Objekten im Weltraum zu berechnen?

Ein Lichtjahr ist eine nicht systemische Maßeinheit für Entfernungen im Weltraum. Es wird häufig in populären Büchern und Lehrbüchern zur Astronomie verwendet. In der professionellen Astrophysik wird diese Zahl jedoch äußerst selten verwendet und häufig zur Bestimmung von Entfernungen zu nahegelegenen Objekten im Weltraum verwendet. Der Grund dafür ist einfach: Wenn Sie die Entfernung in Lichtjahren zu entfernten Objekten im Universum bestimmen, wird sich herausstellen, dass die Zahl so groß ist, dass es unpraktisch und unbequem ist, sie für physikalische und mathematische Berechnungen zu verwenden. Daher wird in der professionellen Astronomie anstelle des Lichtjahrs eine Maßeinheit verwendet, die bei der Durchführung komplexer mathematischer Berechnungen wesentlich komfortabler zu bedienen ist.

Definition des Begriffs

Die Definition des Begriffs „Lichtjahr“ finden wir in jedem Astronomielehrbuch. Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Erdenjahr zurücklegt. Eine solche Definition mag einen Amateur zufriedenstellen, ein Kosmologe wird sie jedoch für unvollständig halten. Er wird feststellen, dass ein Lichtjahr nicht nur die Entfernung ist, die Licht in einem Jahr zurücklegt, sondern die Entfernung, die ein Lichtstrahl im Vakuum in 365,25 Erdentagen zurücklegt, ohne von Magnetfeldern beeinflusst zu werden.

Ein Lichtjahr entspricht 9,46 Billionen Kilometern. Das ist genau die Distanz, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt. Doch wie gelang es den Astronomen, den Strahlengang so präzise zu bestimmen? Wir werden weiter unten darüber sprechen.

Wie wurde die Lichtgeschwindigkeit bestimmt?

In der Antike glaubte man, dass sich Licht augenblicklich durch das Universum ausbreitet. Doch ab dem 17. Jahrhundert begannen Wissenschaftler daran zu zweifeln. Galilei war der erste, der die oben vorgeschlagene Aussage bezweifelte. Er war es, der versuchte, die Zeit zu bestimmen, die ein Lichtstrahl braucht, um eine Strecke von 8 km zurückzulegen. Da dieser Abstand jedoch für eine Größe wie die Lichtgeschwindigkeit vernachlässigbar klein war, scheiterte das Experiment.

Die erste große Veränderung in dieser Angelegenheit war die Beobachtung des berühmten dänischen Astronomen Olaf Roemer. Im Jahr 1676 bemerkte er einen Unterschied in der Zeit von Finsternissen, abhängig von der Annäherung und Entfernung der Erde zu ihnen im Weltraum. Roemer brachte diese Beobachtung erfolgreich mit der Tatsache in Verbindung, dass das von ihr reflektierte Licht umso länger braucht, um die Distanz zu unserem Planeten zurückzulegen, je weiter sie sich von der Erde entfernt.

Die Essenz dieser Fakt Roemer hat es genau erfasst, konnte jedoch nie einen zuverlässigen Wert für die Lichtgeschwindigkeit berechnen. Seine Berechnungen waren falsch, da er im 17. Jahrhundert keine genauen Daten über die Entfernung der Erde zu den anderen Planeten des Sonnensystems hatte. Diese Daten wurden etwas später ermittelt.

Weitere Fortschritte in der Forschung und der Definition des Lichtjahres

Im Jahr 1728 berechnete der englische Astronom James Bradley, der den Effekt der Aberration in Sternen entdeckte, als erster die ungefähre Lichtgeschwindigkeit. Er ermittelte einen Wert von 301.000 km/s. Dieser Wert war jedoch ungenau. Fortgeschrittenere Methoden zur Berechnung der Lichtgeschwindigkeit wurden ohne Rücksicht auf kosmische Körper entwickelt – auf der Erde.

Beobachtungen der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit einem rotierenden Rad und einem Spiegel wurden von A. Fizeau bzw. L. Foucault durchgeführt. Mit ihrer Hilfe gelang es den Physikern, dem wahren Wert dieser Größe näher zu kommen.

Exakte Lichtgeschwindigkeit

Erst im letzten Jahrhundert konnten Wissenschaftler die genaue Lichtgeschwindigkeit bestimmen. Basierend auf Maxwells Theorie des Elektromagnetismus, mithilfe moderner Lasertechnologie und Berechnungen, die um den Brechungsindex des Strahlenflusses in der Luft korrigiert wurden, konnten Wissenschaftler die genaue Lichtgeschwindigkeit mit 299.792,458 km/s berechnen. Astronomen verwenden immer noch diese Größe. Die weitere Bestimmung der Tageslichtstunden, des Monats und des Jahres war bereits eine Frage der Technik. Durch einfache Berechnungen kamen Wissenschaftler auf eine Zahl von 9,46 Billionen Kilometern – genau so lange würde ein Lichtstrahl brauchen, um die Länge der Erdumlaufbahn zurückzulegen.

Am 22. Februar 2017 berichtete die NASA darüber einzelner Stern TRAPPIST-1 hat 7 Exoplaneten gefunden. Drei davon befinden sich in einem Bereich von Entfernungen vom Stern, in denen der Planet über flüssiges Wasser verfügen kann, und Wasser ist eine Schlüsselvoraussetzung für Leben. Es wird auch berichtet, dass sich dieses Sternensystem in einer Entfernung von 40 Lichtjahren von der Erde befindet.

Diese Nachricht sorgte für großen Aufruhr in den Medien; einige dachten sogar, dass die Menschheit nur einen Schritt davon entfernt sei, neue Siedlungen in der Nähe eines neuen Sterns zu errichten, aber das ist nicht so. Aber 40 Lichtjahre sind viel, es ist VIEL, es sind zu viele Kilometer, das heißt, es ist eine ungeheuer kolossale Entfernung!

Aus einem Physikkurs kennt man die dritte Fluchtgeschwindigkeit – das ist die Geschwindigkeit, die ein Körper an der Erdoberfläche haben muss, um über das Sonnensystem hinauszukommen. Der Wert dieser Geschwindigkeit beträgt 16,65 km/s. Herkömmliche orbitale Raumfahrzeuge starten mit einer Geschwindigkeit von 7,9 km/s und umkreisen die Erde. Im Prinzip ist eine Geschwindigkeit von 16-20 km/s für moderne irdische Technologien durchaus erreichbar, aber nicht mehr!

Die Menschheit hat noch nicht gelernt, Raumschiffe schneller als 20 km/s zu beschleunigen.

Berechnen wir, wie viele Jahre ein Raumschiff mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s braucht, um 40 Lichtjahre zurückzulegen und den Stern TRAPPIST-1 zu erreichen.
Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl im Vakuum zurücklegt, und die Lichtgeschwindigkeit beträgt etwa 300.000 km/s.

Raumschiff, von Menschenhand hergestellt, fliegt mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s, also 15.000 Mal langsamer als die Lichtgeschwindigkeit. Ein solches Schiff wird 40 Lichtjahre in einer Zeit zurücklegen, die 40*15000=600000 Jahren entspricht!

Ein Erdschiff (auf dem aktuellen Stand der Technik) wird den Stern TRAPPIST-1 in etwa 600.000 Jahren erreichen! Homo sapiens existiert auf der Erde (laut Wissenschaftlern) erst seit 35.000 bis 40.000 Jahren, hier sind es jedoch ganze 600.000 Jahre!

In naher Zukunft wird die Technologie es Menschen nicht ermöglichen, den Stern TRAPPIST-1 zu erreichen. Auch vielversprechende Triebwerke (Ionen-, Photonen-, kosmische Segel etc.), die es in der irdischen Realität nicht gibt, sollen das Schiff schätzungsweise auf eine Geschwindigkeit von 10.000 km/sec beschleunigen können, was der Flugzeit bis zum TRAPPIST entspricht -1-System wird auf 120 Jahre verkürzt. Dies ist bereits eine mehr oder weniger akzeptable Zeit für Flüge mit schwebender Animation oder für mehrere Generationen von Einwanderern, aber heute sind alle diese Motoren fantastisch.

Selbst die nächsten Sterne sind noch zu weit von den Menschen entfernt, zu weit, ganz zu schweigen von den Sternen unserer Galaxie oder anderer Galaxien.

Der Durchmesser unserer Milchstraße beträgt ungefähr 100.000 Lichtjahre, das heißt, die Reise von einem Ende zum anderen für ein modernes Erdschiff wird 1,5 Milliarden Jahre dauern! Die Wissenschaft geht davon aus, dass unsere Erde 4,5 Milliarden Jahre alt ist und vielzelliges Leben etwa 2 Milliarden Jahre alt ist. Die Entfernung zur uns am nächsten gelegenen Galaxie – dem Andromedanebel – 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt – was für monströse Entfernungen!

Wie Sie sehen, wird von allen lebenden Menschen niemals jemand einen Fuß auf die Erde eines Planeten setzen, der sich in der Nähe eines anderen Sterns befindet.

Teilen Sie unsere Artikel!

Lichtjahr

Bei der Erforschung ihres Planeten benötigten die Menschen verschiedene Maßnahmen zur Messung von Entfernungen und Segmenten. Anfangs waren Längenmessungen ungenau, weil verschiedene Nationen Es gab ihre eigenen Methoden zum Messen. Erst 1791 führten Wissenschaftler aus Frankreich ein bis heute gebräuchliches Maß ein – das Meter (aus dem Griechischen – „Maß“).
Doch zu Beginn des 20. Jahrhunderts begannen die Menschen, ihre Aufmerksamkeit auf die Erforschung des Weltraums zu richten. Und aufgrund der Tatsache, dass das Universum unglaubliche Entfernungen hat, erwies sich das bereits bestehende metrische System als ungeeignet für die Messung solch großer Entfernungen. Es ist möglich, die Entfernung unseres Planeten zum Mond oder zum Mars in Kilometern zu messen, aber wenn man die Entfernungen zu anderen Planeten oder sogar Sternen misst, wird die Zahl unglaublich viele Nullen enthalten.
Und dann beschlossen Wissenschaftler, den Begriff „ Lichtjahre».

Wie viele Lichtjahre sind das?

In nur einer Sekunde legen Lichtphotonen eine Strecke von 300.000 km zurück. Ein Lichtjahr ist die Anzahl der Kilometer, die das Licht in 12 Monaten zurücklegt. In Kilometern sind es - 9.460.730.472.580,8 Kilometer ≈ 9,46 1015.
Natürlich ist die Bezeichnung „Lichtjahre“ bequemer als die Angabe großer Kilometer. Aber natürlich gibt es ungefähre Werte:
1 Lichtsekunde ≈ 300.000 Kilometer.
1 Lichtminute ≈ 18 Millionen Kilometer.
1 Lichtstunde ≈ 1.080.000.000 Kilometer.
1 Lichttag ≈ 26.000.000.000 Kilometer.
1 Lichtwoche ≈ 181.000.000.000 Kilometer.
1 Lichtmonat ≈ 790.000.000.000 Kilometer.

Wie viel?

Wir gehen davon aus, dass das Raumschiff mit der dritten Fluchtgeschwindigkeit (etwa 16,8 Kilometer pro Sekunde) fliegt, dann wird das Raumschiff in 18.000 Jahren ein Lichtjahr fliegen. Und das Schiff wird in fast 2 Milliarden Jahren durch unsere Milchstraße fliegen, die einen Durchmesser von etwa hunderttausend Lichtjahren hat!
Der sonnennächste Stern ist Proxima Centauri. Er befindet sich in einer Entfernung von etwa vier Lichtjahren. Rechnet man es in Kilometern um, fällt die Zahl sehr groß aus.
Wenn wir jedoch die Entfernung von Proxima Centauri zur nächsten Galaxie, dem Andromeda-Nebel, vergleichen, stellt sich heraus, dass der Stern sehr nahe ist, da Andromeda zweieinhalb Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt liegt. Die Raumsonde wird in 35 Milliarden Jahren dorthin gelangen können.

Wofür sind Lichtjahre sonst noch nützlich?

Die Verwendung von Lichtjahren hilft uns zu verstehen, wo im Universum wir versuchen können, intelligente Zivilisationen zu finden. So ermitteln Wissenschaftler, wo es sinnvoll ist, Funksignale zu senden und wo nicht.
So funktioniert es: Die Lichtgeschwindigkeit entspricht der Geschwindigkeit eines Funksignals, und es stellt sich heraus, dass es völlig nutzlos ist, Nachrichten dorthin zu senden, wo sie in Tausenden oder sogar Milliarden von Jahren ankommen. Es ist sinnvoll, über ein gesendetes Signal nach „Nachbarn“ zu suchen, die mindestens ein Menschenleben überdauern.