ورود1 سال نوری چند واحد نجومی است. سال نوری و مقیاس کیهانی
طی صدها سال، مردم با کاوش در سیاره خود، سیستم‌های جدید بیشتری را برای اندازه‌گیری بخش‌های فاصله اختراع کردند. در نتیجه تصمیم گرفته شد که یک متر را به عنوان واحد جهانی طول در نظر بگیریم و مسافت طولانی را بر حسب کیلومتر اندازه گیری کنیم.
اما ظهور قرن بیستم بشریت را با مشکل جدیدی مواجه کرد. مردم شروع به مطالعه دقیق فضا کردند - و معلوم شد که وسعت جهان به قدری وسیع است که کیلومترها در اینجا مناسب نیستند. در واحدهای معمولی همچنان می توانید فاصله زمین تا ماه یا زمین تا مریخ را بیان کنید. اما اگر بخواهید تعیین کنید نزدیکترین ستاره چند کیلومتر از سیاره ما فاصله دارد، این عدد با تعداد غیرقابل تصور ارقام اعشار "بیش از حد رشد می کند".
1 سال نوری برابر است با چند؟
آشکار شد که یک واحد اندازه گیری جدید برای کشف فضاهای فضا مورد نیاز است - و سال نوری به آن تبدیل شد. نور در یک ثانیه 300000 کیلومتر را طی می کند. سال روشن - این مسافتی است که نور دقیقاً در یک سال طی خواهد کرد - و به سیستم عددی آشناتر ترجمه شده است، این فاصله برابر با 9,460,730,472,580.8 کیلومتر است.واضح است که استفاده از لاکونیک "یک سال نوری" بسیار راحت تر از استفاده از این رقم عظیم در محاسبات است.
از بین همه ستارگان، پروکسیما قنطورس به ما نزدیکتر است - فقط 4.22 سال نوری از ما فاصله دارد. البته از نظر کیلومتر این رقم به طرز غیرقابل تصوری عظیم خواهد بود. با این حال، همه چیز در مقایسه شناخته شده است - اگر در نظر بگیریم که نزدیکترین کهکشان به نام آندرومدا دور از راه شیریستاره فوق الذکر در فاصله 2.5 میلیون سال نوری از ما، در واقع شبیه همسایه ای بسیار نزدیک به نظر می رسد.
به هر حال، استفاده از سال های نوری به دانشمندان کمک می کند تا بفهمند در کدام گوشه های کیهان جستجوی حیات هوشمند منطقی است و ارسال سیگنال های رادیویی در کجا کاملاً بی فایده است. از این گذشته ، سرعت سیگنال رادیویی مشابه سرعت نور است - بر این اساس ، یک تبریک ارسال شده به یک کهکشان دور تنها پس از میلیون ها سال به مقصد خود می رسد. منطقی تر است که انتظار پاسخ از "همسایگان" نزدیکتر داشته باشیم - اشیایی که سیگنال های پاسخ فرضی آنها حداقل در طول زندگی یک فرد به دستگاه های زمینی می رسد.
1 سال نوری چند سال زمینی است؟
یک تصور غلط رایج وجود دارد که سال نوری یک واحد زمان است. در واقع این درست نیست. این اصطلاح ربطی به سال های زمینی ندارد، به هیچ وجه با آنها ارتباطی ندارد و منحصراً به مسافتی اطلاق می شود که نور در یک سال زمینی طی می کند.
این تعریف است که برای استفاده در ادبیات علوم عامه توصیه می شود. در ادبیات حرفه ای معمولاً به جای سال نوری برای بیان فواصل زیاد از پارسک و مضرب واحد (کیلو و مگاپارسک) استفاده می شود.
پیش از این (قبل از 1984)، سال نوری مسافت طی شده توسط نور در یک سال گرمسیری بود که به عصر 1900.0 اختصاص داشت. تعریف جدید تقریباً 0.002٪ با تعریف قبلی تفاوت دارد. از آنجایی که این واحد فاصله برای اندازه گیری های با دقت بالا استفاده نمی شود، هیچ تفاوت عملی بین تعاریف قدیمی و جدید وجود ندارد.
مقادیر عددی
یک سال نوری برابر است با:
- 9,460,730,472,580,800 متر (تقریباً 9.5 پتامتر)
واحدهای مرتبط
واحدهای زیر به ندرت استفاده می شوند، معمولاً فقط در نشریات محبوب:
- 1 ثانیه نوری = 299792.458 کیلومتر (دقیق)
- 1 دقیقه نوری ≈ 18 میلیون کیلومتر
- 1 ساعت نوری ≈ 1079 میلیون کیلومتر
- 1 روز نوری ≈ 26 میلیارد کیلومتر
- 1 هفته نوری ≈ 181 میلیارد کیلومتر
- 1 ماه نوری ≈ 790 میلیارد کیلومتر
فاصله در سال نوری
سال نوری برای نمایش کیفی مقیاس های فاصله در نجوم مناسب است.
| مقیاس | ارزش (سالهای سنت) | شرح |
|---|---|---|
| ثانیه ها | 4 10-8 | میانگین فاصله تا ماه تقریباً 380000 کیلومتر است. این بدان معناست که پرتوی نوری که از سطح زمین ساطع می شود حدود 1.3 ثانیه طول می کشد تا به سطح ماه برسد. |
| دقایق | 1.6·10-5 | یک واحد نجومی تقریباً برابر با 150 میلیون کیلومتر است. بنابراین، نور از خورشید به زمین در حدود 500 ثانیه (8 دقیقه و 20 ثانیه) می رسد. |
| تماشا کردن | 0,0006 | میانگین فاصله خورشید تا پلوتون تقریباً 5 ساعت نوری است. |
| 0,0016 | دستگاه‌های سری پایونیر و ویجر که فراتر از آن پرواز می‌کنند منظومه شمسیدر حدود 30 سال پس از پرتاب، آنها به فاصله حدود 100 واحد نجومی از خورشید حرکت کرده اند و زمان پاسخگویی آنها به درخواست های زمین تقریباً 14 ساعت است. | |
| سال | 1,6 | لبه داخلی ابر فرضی اورت در 50000 واحد نجومی قرار دارد. ه. از خورشید، و بیرونی - 100000 a. ه- حدود یک سال و نیم طول می کشد تا نور فاصله ای از خورشید تا لبه بیرونی ابر را طی کند. |
| 2,0 | حداکثر شعاع ناحیه نفوذ گرانشی خورشید ("کره های تپه") تقریباً 125000 واحد نجومی است. ه. | |
| 4,22 | نزدیکترین ستاره به ما (بدون احتساب خورشید)، پروکسیما قنطورس، در فاصله 4.22 سال نوری قرار دارد. از سال . | |
| هزاره | 26 000 | مرکز کهکشان ما تقریباً 26000 سال نوری از خورشید فاصله دارد. |
| 100 000 | قطر قرص کهکشان ما 100000 سال نوری است. | |
| میلیون ها سال | 2.5 10 6 | نزدیکترین کهکشان مارپیچی به ما، M31، کهکشان معروف آندرومدا، 2.5 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. |
| 3.14 10 6 | کهکشان مثلثی (M33) در فاصله 3.14 میلیون سال نوری از ما قرار دارد و دورترین جسم ثابت است که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. | |
| 5.9 10 7 | نزدیکترین خوشه کهکشانی، خوشه سنبله، 59 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. | |
| 1.5 10 8 - 2.5 10 8 | ناهنجاری گرانشی "جذاب بزرگ" در فاصله 150 تا 250 میلیون سال نوری از ما قرار دارد. | |
| میلیاردها سال | 1.2 10 9 | دیوار بزرگ اسلون یکی از بزرگترین سازندهای کیهان است که ابعاد آن حدود 350 Mpc است. حدود یک میلیارد سال طول می کشد تا نور از انتهایی به انتهای دیگر حرکت کند. |
| 1.4 10 10 | اندازه ناحیه مرتبط با علت کیهان. محاسبه شده از عصر کیهان و حداکثر سرعت، بیشینه سرعتانتقال اطلاعات - سرعت نور. | |
| 4.57 10 10 | فاصله همراه از زمین تا لبه جهان قابل مشاهده در هر جهت. شعاع همراه جهان قابل مشاهده (در چارچوب مدل استاندارد کیهان شناسی Lambda-CDM). |
مقیاس فاصله کهکشانی
- یک واحد نجومی با دقت خوب برابر با 500 ثانیه نوری است، یعنی نور در مدت حدود 500 ثانیه از خورشید به زمین می رسد.
همچنین ببینید
پیوندها
- سازمان بین المللی استاندارد سازی. 9.2 واحدهای اندازه گیری
یادداشت
بنیاد ویکی مدیا 2010.
ببینید «سال نوری» در فرهنگ‌های دیگر چیست:
یک واحد طول برون سیستمی که در نجوم استفاده می شود. 1 S.g برابر است با مسافت طی شده توسط نور در یک سال. 1 S. g = 0.3068 پارسک = 9.4605 1015 متر. فیزیکی فرهنگ لغت دایره المعارفی. م.: دایره المعارف شوروی. سردبیر A. M. Prokhorov... ... دایره المعارف فیزیکی
سال نوری، واحد اندازه گیری فاصله نجومی برابر با مسافتی که نور طی می کند فضای بیرونییا در خلاء برای یک سال گرمسیری. یک سال نوری برابر است با 9.46071012 کیلومتر... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی
سال نوری، واحد طولی که در نجوم استفاده می شود: مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی. 9.466?1012 کیلومتر. فاصله تا نزدیکترین ستاره (Proxima Centauri) تقریباً 4.3 سال نوری است. دورترین ستاره های کهکشان در... ... دایره المعارف مدرن
واحد فاصله بین ستاره ای؛ مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46? 1012 کیلومتر... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ
سال روشن- سال نوری، واحد طولی که در نجوم استفاده می شود: مسیری که نور در 1 سال طی کرده است، یعنی. 9.466´1012 کیلومتر. فاصله تا نزدیکترین ستاره (Proxima Centauri) تقریباً 4.3 سال نوری است. دورترین ستاره های کهکشان در... ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور
یک واحد طول برون سیستمی که در نجوم استفاده می شود. 1 سال نوری مسافتی است که نور در یک سال طی می کند. 1 سال نوری برابر است با 9.4605E+12 km = 0.307 pc... فرهنگ لغت نجومی
واحد فاصله بین ستاره ای؛ مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46·1012 کیلومتر. * * * سال نوری سال نوری، واحدی از فواصل بین ستاره ای. مسیری که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46×1012 کیلومتر... فرهنگ لغت دایره المعارفی
سال روشن- یک واحد مسافت برابر با مسیر طی شده توسط نور در یک سال. یک سال نوری برابر با 0.3 پارسک است... مفاهیم علوم طبیعی مدرن واژه نامه اصطلاحات اساسی
آیا می دانید چرا ستاره شناسان از سال های نوری برای محاسبه فاصله اجرام دوردست در فضا استفاده نمی کنند؟
سال نوری یک واحد غیر سیستمی اندازه گیری فواصل در فضای بیرونی است. این به طور گسترده ای در کتاب های مشهور و کتاب های درسی در مورد نجوم استفاده می شود. با این حال، در اخترفیزیک حرفه ای از این رقم بسیار به ندرت استفاده می شود و اغلب برای تعیین فاصله تا اجرام مجاور در فضا استفاده می شود. دلیل این امر ساده است: اگر فاصله اشیاء دوردست در جهان را در سال نوری تعیین کنید، این عدد به قدری بزرگ می شود که استفاده از آن برای محاسبات فیزیکی و ریاضی غیرعملی و ناخوشایند خواهد بود. بنابراین، به جای سال نوری در نجوم حرفه ای، از یک واحد اندازه گیری استفاده می شود که هنگام انجام محاسبات پیچیده ریاضی، عملکرد بسیار راحت تر است.
تعریف اصطلاح
ما می توانیم تعریف اصطلاح "سال نوری" را در هر کتاب درسی نجوم پیدا کنیم. سال نوری مسافتی است که یک پرتو نور در یک سال زمینی طی می کند. چنین تعریفی ممکن است یک آماتور را راضی کند، اما یک کیهان شناس آن را ناقص خواهد یافت. او متذکر خواهد شد که یک سال نوری فقط مسافتی نیست که نور در یک سال طی می کند، بلکه مسافتی است که یک پرتو نور در خلاء در 365.25 روز زمینی طی می کند، بدون اینکه تحت تأثیر میدان های مغناطیسی قرار گیرد.
یک سال نوری برابر با 9.46 تریلیون کیلومتر است. این دقیقاً همان مسافتی است که یک پرتو نور در یک سال طی می کند. اما ستاره شناسان چگونه به چنین تعیین دقیقی از مسیر پرتو دست یافتند؟ در ادامه در این مورد صحبت خواهیم کرد.
سرعت نور چگونه تعیین شد؟
در زمان های قدیم اعتقاد بر این بود که نور بلافاصله در سراسر جهان حرکت می کند. با این حال، از قرن هفدهم، دانشمندان شروع به شک در این مورد کردند. گالیله اولین کسی بود که به بیانیه پیشنهادی فوق شک کرد. این او بود که سعی کرد مدت زمان لازم برای طی کردن یک پرتو نور در مسافت 8 کیلومتر را تعیین کند. اما با توجه به این واقعیت که چنین فاصله ای برای مقداری مانند سرعت نور ناچیز بود، آزمایش با شکست به پایان رسید.
اولین تغییر عمده در این موضوع رصد ستاره شناس معروف دانمارکی اولاف رومر بود. در سال 1676، او متوجه تفاوت در زمان خسوف ها بسته به نزدیک شدن و فاصله زمین تا آنها در فضای خارج شد. رومر با موفقیت این مشاهدات را با این واقعیت مرتبط کرد که هر چه زمین از آن دورتر شود، نور منعکس شده از آنها برای طی مسافت تا سیاره ما بیشتر طول می کشد.
اصل این حقیقترومر آن را به دقت گرفت، اما هرگز نتوانست یک مقدار قابل اعتماد برای سرعت نور محاسبه کند. محاسبات او نادرست بود زیرا در قرن هفدهم او نمی توانست اطلاعات دقیقی در مورد فاصله زمین تا سایر سیارات منظومه شمسی داشته باشد. این داده ها کمی بعد مشخص شد.
پیشرفت های بیشتر در تحقیقات و تعریف سال نوری
در سال 1728، اخترشناس انگلیسی، جیمز بردلی، که اثر انحراف را در ستارگان کشف کرد، اولین کسی بود که سرعت تقریبی نور را محاسبه کرد. او ارزش آن را 301 هزار کیلومتر بر ثانیه تعیین کرد. اما این مقدار نادرست بود. روش های پیشرفته تری برای محاسبه سرعت نور بدون توجه به اجسام کیهانی - روی زمین - تولید شد.
مشاهدات سرعت نور در خلاء با استفاده از چرخ دوار و آینه به ترتیب توسط A. Fizeau و L. Foucault انجام شد. فیزیکدانان با کمک آنها توانستند به ارزش واقعی این کمیت نزدیک شوند.
سرعت دقیق نور
دانشمندان تنها در قرن گذشته توانستند سرعت دقیق نور را تعیین کنند. بر اساس نظریه الکترومغناطیس ماکسول، با استفاده از فناوری لیزر مدرن و محاسبات اصلاح شده برای ضریب شکست شار پرتو در هوا، دانشمندان توانستند سرعت دقیق نور را 299792.458 کیلومتر بر ثانیه محاسبه کنند. ستاره شناسان هنوز از این مقدار استفاده می کنند. تعیین بیشتر ساعات روز، ماه و سال از قبل یک موضوع فناوری بود. از طریق محاسبات ساده، دانشمندان به رقم 9.46 تریلیون کیلومتر رسیدند - این دقیقاً چقدر طول می کشد تا یک پرتو نور در طول مدار زمین بپیماید.
در 22 فوریه 2017، ناسا گزارش داد که تک ستاره TRAPPIST-1 7 سیاره فراخورشیدی پیدا کرد. سه مورد از آنها در محدوده فاصله ای از ستاره قرار دارند که در آن سیاره می تواند آب مایع داشته باشد و آب شرط اصلی حیات است. همچنین گزارش شده است که این منظومه ستاره ای در فاصله 40 سال نوری از زمین قرار دارد.
این پیام سر و صدای زیادی در رسانه ها به پا کرد؛ حتی برخی تصور می کردند که بشریت یک قدم تا ساختن شهرک های جدید در نزدیکی یک ستاره جدید فاصله دارد، اما اینطور نیست. اما 40 سال نوری زیاد است، خیلی زیاد است، کیلومترها زیاد است، یعنی فاصله بسیار عظیمی است!
از یک دوره فیزیک، سومین سرعت فرار مشخص است - این سرعتی است که یک جسم باید در سطح زمین داشته باشد تا از منظومه شمسی فراتر رود. مقدار این سرعت 16.65 کیلومتر بر ثانیه است. فضاپیمای مداری معمولی با سرعت 7.9 کیلومتر بر ثانیه از زمین بلند می شود و به دور زمین می چرخد. اصولاً سرعت 16-20 کیلومتر بر ثانیه برای فناوری های مدرن زمینی کاملاً قابل دسترسی است، اما نه بیشتر!
بشریت هنوز یاد نگرفته است که سفینه های فضایی را با سرعتی بیشتر از 20 کیلومتر در ثانیه شتاب دهد.
بیایید محاسبه کنیم که چند سال طول می کشد تا یک سفینه فضایی با سرعت 20 کیلومتر در ثانیه پرواز کند تا 40 سال نوری را طی کند و به ستاره TRAPPIST-1 برسد.
یک سال نوری مسافتی است که یک پرتو نور در خلاء طی می کند و سرعت نور تقریباً 300 هزار کیلومتر بر ثانیه است.
سفینه فضاییکه توسط دست انسان ساخته شده است، با سرعت 20 کیلومتر بر ثانیه، یعنی 15000 برابر کمتر از سرعت نور پرواز می کند. چنین کشتی در زمانی برابر با 40*15000=600000 سال 40 سال نوری را طی خواهد کرد!
یک کشتی زمینی (در سطح فناوری کنونی) حدود 600 هزار سال دیگر به ستاره TRAPPIST-1 می رسد! هومو ساپینس (به گفته دانشمندان) تنها 35-40 هزار سال است که روی زمین وجود داشته است، اما در اینجا به 600 هزار سال می رسد!
در آینده نزدیک، فناوری به انسان اجازه نخواهد داد تا به ستاره TRAPPIST-1 برسد. حتی موتورهای امیدوار کننده (یون، فوتون، بادبان های کیهانی و غیره) که در واقعیت زمینی وجود ندارند، تخمین زده می شود که می توانند کشتی را تا سرعت 10000 کیلومتر در ثانیه شتاب دهند، به این معنی که زمان پرواز به TRAPPIST -1 سیستم به 120 سال کاهش می یابد. اکنون زمان کم و بیش قابل قبولی برای پرواز با استفاده از انیمیشن معلق یا برای چندین نسل از مهاجران است، اما امروزه همه این موتورها فوق العاده هستند.
حتی نزدیکترین ستاره‌ها هنوز خیلی دور از مردم هستند، خیلی دور هستند، نه به ستاره‌های کهکشان ما یا دیگر کهکشان‌ها.
قطر کهکشان راه شیری ما تقریباً 100 هزار سال نوری است، یعنی سفر از انتهای تا انتها برای یک کشتی مدرن زمینی 1.5 میلیارد سال خواهد بود! علم نشان می دهد که زمین ما 4.5 میلیارد سال سن دارد و عمر چند سلولی تقریباً 2 میلیارد سال است. فاصله تا نزدیکترین کهکشان به ما - سحابی آندرومدا - 2.5 میلیون سال نوری از زمین - چه فواصل هیولایی!
همانطور که می بینید، از بین تمام انسان های زنده، هیچ کس هرگز پا بر روی زمین سیاره ای نزدیک ستاره دیگری نخواهد گذاشت.
مقالات ما را به اشتراک بگذارید
سال روشن
در طول کاوش در سیاره خود، مردم به اقدامات مختلفی برای اندازه گیری فواصل و بخش ها نیاز داشتند. در ابتدا، اندازه گیری طول نادرست بود زیرا ملل مختلفروش‌های اندازه‌گیری خودشان وجود داشت. تنها در سال 1791 بود که دانشمندان فرانسوی معیاری را معرفی کردند که هنوز هم استفاده می شود - متر (از یونانی - "اندازه گیری").
اما در آغاز قرن بیستم، مردم توجه خود را به اکتشافات فضایی معطوف کردند. و این واقعیت که جهان فواصل باورنکردنی دارد، سیستم متریک موجود برای اندازه‌گیری چنین فواصل بزرگی نامناسب است. می‌توان فاصله سیاره ما تا ماه یا مریخ را بر حسب کیلومتر اندازه‌گیری کرد، اما اگر فاصله سیارات دیگر یا حتی ستاره‌ها را اندازه‌گیری کنید، این عدد حاوی تعداد باورنکردنی صفر خواهد بود.
و سپس دانشمندان تصمیم به معرفی اصطلاح " سال نوری».
چند سال نوری است؟
فوتون های نور تنها در یک ثانیه مسافتی معادل 300 هزار کیلومتر را طی می کنند. سال نوری تعداد کیلومترهایی است که نور در 12 ماه طی می کند. در کیلومتر خواهد بود - 9,460,730,472,580.8 کیلومتر ≈ 9.46 1015.
البته استفاده از اصطلاح «سال نوری» راحت‌تر از استفاده از کیلومترهای عظیم است. اما، البته، مقادیر تقریبی وجود دارد:
1 ثانیه نوری ≈ 300 هزار کیلومتر.
1 دقیقه نوری ≈ 18 میلیون کیلومتر.
1 ساعت نوری ≈ 1,080,000,000 کیلومتر.
1 روز نوری ≈ 26,000,000,000 کیلومتر.
1 هفته نوری ≈ 181,000,000,000 کیلومتر.
1 ماه نوری ≈ 790,000,000,000 کیلومتر.
چقدر؟
ما فرض می کنیم که سفینه فضایی با سرعت سوم فرار (حدود 16.8 کیلومتر در ثانیه) پرواز می کند، سپس در 18 هزار سال کشتی یک سال نوری پرواز می کند. و کشتی از میان کهکشان راه شیری ما که قطری در حدود صد هزار سال نوری دارد، تقریباً در 2 میلیارد سال پرواز خواهد کرد!
نزدیکترین ستاره به خورشید پروکسیما قنطورس است. در فاصله حدود چهار سال نوری قرار دارد. اگر آن را بر حسب کیلومتر محاسبه کنید، این رقم بسیار بزرگ است.
اما اگر فاصله پروکسیما قنطورس را تا نزدیکترین کهکشان، سحابی آندرومدا مقایسه کنیم، معلوم می شود که ستاره بسیار نزدیک است، زیرا آندرومدا دو و نیم میلیون سال نوری از کهکشان راه شیری فاصله دارد. این فضاپیما می تواند 35 میلیارد سال دیگر به آنجا برسد.
سال نوری برای چه چیز دیگری مفید است؟
استفاده از سال های نوری به ما کمک می کند تا بفهمیم در کجای جهان می توانیم تمدن های هوشمند را پیدا کنیم. به این ترتیب دانشمندان تعیین می کنند که ارسال سیگنال های رادیویی در کجا منطقی است و کجا نه.
چگونه کار می کند: سرعت نور برابر با سرعت سیگنال رادیویی است و معلوم می شود که ارسال پیام به جایی که در هزاران یا حتی میلیاردها سال خواهد رسید کاملاً بی فایده است. منطقی است که از طریق سیگنال ارسالی به دنبال "همسایگان" بگردیم که حداقل یک زندگی انسان را دوام می آورد.