Světelný rok - Light-year

z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Světelný rok
12lightyears.gif
Mapa zobrazující hvězdy, které leží ve vzdálenosti 12,5 světelných let od Slunce
Obecná informace
Systém jednotek astronomické jednotky
Jednotka délka
Symbol ly 
Převody
1 ly v ... ... je rovný ...
   metrické ( SI ) jednotky    9,4607 × 10 15  m
   9,4607  Pm
   imperiální a americké jednotky    5,8786 × 10 12  mil
   astronomické jednotky    63 241  au
   0,3066  ks

Světelný rok je jednotka délky použité pro výpočet astronomické vzdálenosti a je ekvivalentní asi 9,46  bilionu kilometrů (9,46 × 10 12  km ) nebo 5,88 bilionů mil (5,88 × 10 12  mil ). Jak je definováno Mezinárodní astronomickou unií (IAU), světelný rok je vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za jeden juliánský rok (365,25 dne). Protože obsahuje slovo „ rok “, může být termín světelný rok nesprávně interpretován jako jednotka času.

Světelný rok se nejčastěji používá při vyjadřování vzdáleností ke hvězdám a jiných vzdáleností v galaktickém měřítku, zejména v nespecializovaných kontextech a populárně-vědeckých publikacích. Jednotka nejčastěji používané v profesionálních astronomii je parsec (symbol: ks, asi 3,26 světelných let), které pochází z astrometry : to je vzdálenost, ve které jedna astronomická jednotka svírá úhel jedné úhlové vteřiny .

Definice

Jak je definováno IAU, světelný rok je produktem juliánského roku (365,25 dne na rozdíl od gregoriánského roku 365,2425 dne ) a rychlosti světla (299 792 458  m / s ). Obě tyto hodnoty jsou zahrnuty do systému astronomických konstant IAU (1976) , používaného od roku 1984. Z toho lze odvodit následující převody. IAU uznává zkratka pro světelný rok je ly, i když jiné standardy, jako je ISO 80000 použití „Ly“ a lokalizované zkratky jsou časté, jako je například „AL“ ve francouzštině (od nnée- l umière ), španělské (od NO l uz ) a Ital (od NNO l UCE ), "Lj" v němčině (od L VŠCHT j AHR ), atd.

1 světelný rok   = 9 460 730 472 580 800 metrů (přesně)
9 461 petametrů
9 461 bilionů kilometrů (5 879 bilionů mil )
63 241 0,077 astronomických jednotek
0,306 601 parseků

Před 1984, tropický rok (ne Julian rok) a měřené (neuvedeno) rychlost světla byly zahrnuty do IAU (1964) Systém astronomické konstant, který se používá od roku 1968 do roku 1983. Produkt ze Simon Newcomb je J1900. 0 znamená tropický rok31 556 925 0,9747 efemeridových sekund a rychlost světla299 792,5 km / s vyprodukoval světelný rok9,460 530 × 10 15  m (zaokrouhleno na sedm platných číslic v rychlosti světla) nalezených v několika moderních zdrojích bylo pravděpodobně odvozeno od starého zdroje, jako je referenční práce CW Allena z roku 1973 Astrophysical Quantities , která byla aktualizována v roce 2000, včetně výše uvedená hodnota IAU (1976) (zkrácena na 10 platných číslic).

Jiné vysoce přesné hodnoty nejsou odvozeny od koherentního systému IAU. Hodnota9,460 536 207 × 10 15  m nalezený v některých moderních zdrojích je produktem průměrného gregoriánského roku (365,2425 dnů nebo31 556 952  s ) a definovaná rychlost světla (299 792 458  m / s ). Další hodnota,9,460 528 405 × 10 15  m , je produktem průměrného tropického roku J1900.0 a definované rychlosti světla.

Zkratky používané pro světelné roky a násobky světelných let jsou

  • "ly" na jeden světelný rok
  • „kly“ na kilometr světelného roku (1 000 světelných let)
  • „Mly“ na megalight rok (1 000 000 světelných let)
  • „Gly“ na gigalight rok (1 000 000 000 světelných let)

Dějiny

Světelný rok jednotka objevil několik let po prvním úspěšném měření vzdálenosti do jiného než Sun Star, od Friedrich Bessel v roce 1838. Hvězda byl 61 Cygni , a použil 6,2 palce (160 mm) s heliometer navržený od Joseph von Fraunhofer . Největší jednotkou pro vyjádření vzdáleností v prostoru v té době byla astronomická jednotka, která se rovná poloměru oběžné dráhy Země (1,50 × 10 8  km nebo9,30 × 10 7  mil ). V těchto termínech trigonometrické výpočty založené na 61 Cygniho paralaxě 0,314 arcsekund ukázaly, že vzdálenost ke hvězdě je660 000 astronomických jednotek (9,9 × 10 13  km nebo6,1 × 10 13  mi ). Bessel dodal, že projetí této vzdálenosti světlu trvá 10,3 roku. Uvědomil si, že jeho čtenáře by potěšil mentální obraz přibližného času přechodu pro světlo, ale upustil od používání světelného roku jako jednotky. Možná se mu nelíbilo, že vyjadřuje vzdálenosti ve světelných letech, protože by to snížilo přesnost jeho paralaxních dat kvůli znásobení nejistým parametrem rychlosti světla.

Rychlost světla ještě nebyla přesně známa v roce 1838; jeho hodnota se změnila v roce 1849 ( Fizeau ) a 1862 ( Foucault ). Dosud to nebylo považováno za základní konstantu přírody a šíření světla éterem nebo vesmírem bylo stále záhadné.

Jednotka světelného roku se objevila v roce 1851 v německém populárním astronomickém článku Otta Ule . Ule vysvětlil zvláštnost názvu jednotky vzdálenosti končící na „rok“ porovnáním s hodinovou chůzí ( Wegstunde ).

Současná německá populární astronomická kniha si také všimla, že světelný rok je zvláštní jméno. V roce 1868 anglický časopis označil světelný rok jako jednotku používanou Němci. Eddington nazval světelný rok nepohodlnou a irelevantní jednotkou, která se někdy vkradla z populárního použití do technických vyšetřování.

Ačkoli moderní astronomové často upřednostňují použití parseku , světelné roky se také populárně používají k měření rozsahu mezihvězdného a mezigalaktického prostoru.

Použití termínu

Vzdálenosti vyjádřené ve světelných letech zahrnují vzdálenosti mezi hvězdami ve stejné obecné oblasti, jako jsou ty, které patří do stejného spirálního ramene nebo kulové hvězdokupy . Samotné galaxie mají průměr od několika tisíc do několika stovek tisíc světelných let a jsou od sousedních galaxií a kup galaxií odděleny miliony světelných let. Vzdálenosti k objektům, jako jsou kvasary a velká zeď Sloan, se pohybují v řádu miliard světelných let.

Seznam řádů délky
Měřítko (ly) Hodnota Položka
10 −9 4,04 × 10 −8  ly Odražené sluneční světlo od povrchu Měsíce trvá 1,2–1,3 sekundy, než urazí vzdálenost k povrchu Země (zhruba350 000400 000 kilometrů).
10 −6 1,58 × 10 −5  ly Jedna astronomická jednotka (vzdálenost od Slunce k Zemi). Cesta světla na tuto vzdálenost trvá přibližně 499 sekund (8,32 minut).
1,27 × 10 −4  ly Na Huygens sonda přistane na Titanu mimo Saturn a přenáší obraz z jejího povrchu, 1,2 miliardy kilometrů od Země.
5,04 × 10 −4  ly New Horizons narazí na Pluto ve vzdálenosti 4,7 miliardy kilometrů a komunikace trvá 4 hodiny 25 minut, než se dostane na Zemi.
10 -3 2,04 × 10 -3  ly Nejvzdálenější družice , cestovatel 1 , byl asi 18 světelných hodin od Země od října 2014. Bude to trvat asi17 500 let k dosažení jednoho světelného roku při současné rychlosti kolem 17 km / s (38 000  mph ) vzhledem ke Slunci. 12. září 2013 vědci NASA oznámili, že Voyager 1 vstoupil do mezihvězdného média vesmíru 25. srpna 2012 a stal se prvním člověkem vytvořeným objektem, který opustil sluneční soustavu .
2,28 × 10 -3  ly Voyager 1 k říjnu 2018, téměř 20 světelných hodin od Země
10 0 1,6 × 10 0  ly Oortův oblak je přibližně dva světelných let v průměru. Spekuluje se o jeho vnitřní hranici50 000  au s vnějším okrajem v100 000  au .
2,0 × 10 0  ly Maximální rozsah gravitační dominance Slunce ( Hill koule / Roche koule ,125 000  au ). Kromě toho je hluboké ex-sluneční gravitační mezihvězdné médium .
4,22 × 10 0  ly Nejbližší známá hvězda (jiná než Slunce), Proxima Centauri , je vzdálená asi 4,22 světelných let.
8,6 × 10 0  ly Sirius , nejjasnější hvězda noční oblohy. Dvakrát hmotnější a 25krát více svítící než Slunce, díky své relativní blízkosti stíní více světelných hvězd.
1,19 × 10 1  ly HD 10700 e , extrasolární kandidát na obyvatelnou planetu. Je 6,6krát hmotnější než Země a nachází se uprostřed obyvatelné zóny hvězdy Tau Ceti .
2,05 × 10 1  ly Gliese 581 , hvězda červeného trpaslíka s několika detekovatelnými exoplanetami.
3,1 × 10 2  ly Canopus , druhý v jasu na pozemské obloze, jen Sirius, jasný obr typu A9 10 700krát jasnější než Slunce.
10 3 3 × 10 3  ly A0620-00 , druhá nejbližší známá černá díra , je asi3000 světelných let daleko.
2,6 × 10 4  ly Centrum z Mléčné dráhy je asi26 000 světelných let daleko.
1 × 10 5  ly Mléčná dráha je asi100 000 světelných let napříč.
1,65 × 10 5  ly R136a1 , ve Velkém Magellanově mračnu , nejsvítivější hvězda známá při 8,7 milionunásobku svítivosti Slunce, má zdánlivou velikost 12,77, jen jasnější než 3C 273 .
10 6 2,5 × 10 6  ly Galaxie v Andromedě je přibližně 2,5 miliónů světelných let daleko.
3 × 10 6  ly Trojúhelníku Galaxie ( M33 ), na asi 3 milióny světelných let daleko, je nejvzdálenější objekt viditelný pouhým okem.
5,9 × 10 7  ly Nejbližší velké Kupa galaxií se Virgo Cluster , je asi 59 milionů světelných let daleko.
1,5 × 10 8 -2,5 × 10 8  ly The Great Attractor leží ve vzdálenosti někde mezi 150 a 250 miliony světelných let (druhý je nejnovější odhad).
10 9 1,2 × 10 9  ly Sloan Great Wall (neplést s Velkou zdí a Her-CrB GW ) byla měřena na přibližně jednu miliardu světelných let daleko.
2,4 × 10 9  ly 3C 273 , opticky nejjasnější kvasar , zdánlivé velikosti 12,9, jen slabší než R136a1 . 3C 273 je asi 2,4 miliardy světelných let daleko.
4,57 × 10 10  ly Comoving vzdálenost ze Země na okraji viditelného vesmíru je asi 45,7 miliardy světelných let ve všech směrech; To je comoving poloměr z pozorovatelného vesmíru . To je větší než věk vesmíru diktovaný kosmickým zářením ; podívejte se zde, proč je to možné.

Související jednotky

Vzdálenosti mezi objekty v hvězdném systému bývají malými zlomky světelného roku a jsou obvykle vyjádřeny v astronomických jednotkách . Menší jednotky délky však mohou být podobně užitečně vytvořeny vynásobením jednotek času rychlostí světla. Například světelná sekunda , užitečná v astronomii, telekomunikacích a relativistické fyzice, je přesně299 792 458 m nebo 1 /31 557 600 světelného roku. Vpopulárně-vědeckýchpublikacíchse někdy používají jednotky jako světelná minuta, světelná hodina a světelný den. Světelný měsíc, zhruba jedna dvanáctina světelného roku, se také příležitostně používá pro přibližná opatření. Planetária Haydenurčuje světlo měsíc přesněji až 30 dní lehkého cestovního času.

Světlo se pohybuje přibližně jednou nohou za nanosekundu ; termín „lehká noha“ se někdy používá jako neformální měřítko času.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy