Световой год | |
---|---|
Карта со звездами, расположенными в пределах 12,5 световых лет от Солнца [1] | |
Общая информация | |
Система единиц | астрономические единицы |
Единица | длина |
Символ | лы [2] |
Конверсии | |
1 лы [2] в ... | ... равно ... |
метрические ( СИ ) единицы | 9.4607 × 10 15 м 9,4607 Pm |
имперские и американские единицы | 5.8786 × 10 12 миль |
астрономические единицы | 63 241 а.е. 0,3066 шт. |
Световой год является единицей длины , используемой , чтобы выразить астрономические расстояния и эквивалентно примерно 9.46 трлн километров (9,46 × 10 12 км ) или 5,88 триллиона миль (5,88 × 10 12 миль ). [примечание 1] Согласно определению Международного астрономического союза (МАС), световой год - это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 дня). [2] Поскольку он включает слово « год », термин световой год может быть неверно истолкован как единица времени. [3]
Световой год чаще всего используется при выражении расстояний до звезд и других расстояний в галактическом масштабе, особенно в неспециализированных контекстах и в научно-популярных публикациях. [3] Единицей измерения, наиболее часто используемой в профессиональной астрономии, является парсек (символ: пк, около 3,26 световых лет), полученный из астрометрии : это расстояние, на котором одна астрономическая единица проходит под углом в одну угловую секунду . [2]
Определения [ править ]
Согласно определению МАС, световой год - это произведение юлианского года [примечание 2] (365,25 дня в отличие от 365,2425 дня по григорианскому календарю ) и скорости света (299 792 458 м / с ). [примечание 3] Оба эти значения включены в Систему астрономических констант IAU (1976) , используемую с 1984 года. [5] Из этого можно получить следующие преобразования. МАЕ признали аббревиатура светового года является LY, [2] , хотя другие стандарты , такие как ISO 80000 использования «Ly» [6] [7] и локализованные аббревиатуры часто, такие , как «AL» на французском языке (от nnée- л umière ), испанский (от Ни один л UZ ) и итальянский (от нно л UCE), «Lj» на немецком языке (от L icht j ahr ) и т. Д.
1 световой год знак равно 9 460 730 472 580 800 метров (точно) ≈ 9.461 петаметр ≈ 9,461 трлн км (5,879 триллионов миль ) ≈ 63 241 0,077 астрономических единиц ≈ 0,306 601 парсек
До 1984 года тропический год (не юлианский год) и измеренное (не определено) скорость света были включены в НВФ (1964) Система астрономической Константы, используемые с 1968 по 1983. [8] Продукт Саймон Ньюкомб ' s J1900.0 средний тропический год31 556 925 0,9747 эфемеридных секунд и скорости света299 792 0,5 км / с производства светло-год9,460 530 × 10 15 м (с округлением до семи значащих цифр скорости света), обнаруженный в нескольких современных источниках [9] [10] [11], вероятно, был получен из старого источника, такого как справочник астрофизических величин CW Allen 1973 г. работа [12], которая была обновлена в 2000 году, включая указанное выше значение IAU (1976) (усеченное до 10 значащих цифр). [13]
Другие высокоточные значения не получены из согласованной системы IAU. Ценность9,460 536 207 × 10 15 м, найденное в некоторых современных источниках [14] [15], является продуктом среднего григорианского года (365,2425 дней или31 556 952 с ) и определенной скорости света (299 792 458 м / с ). Другое значение,9,460 528 405 × 10 15 м , [16] - это произведение среднего тропического года J1900.0 на определенную скорость света.
Для обозначения световых лет и кратных световых лет используются следующие сокращения:
- "лы" за один световой год [2]
- "кли" для килолайт-года (1000 световых лет) [17]
- «Млы» для мегасветового года (1 000 000 световых лет) [18]
- "Gly" для гигалайт-года (1 000 000 000 световых лет) [19]
История [ править ]
Единица светового года появилась через несколько лет после первого успешного измерения расстояния до звезды, отличной от Солнца, Фридрихом Бесселем в 1838 году. Звезда была 61 Лебедя , и он использовал сконструированный гелиометр размером 6,2 дюйма (160 мм). по Фраунгофер . Наибольшей единицей измерения расстояний в космосе в то время была астрономическая единица, равная радиусу орбиты Земли (1,50 × 10 8 км или9.30 × 10 7 миль ). Таким образом, тригонометрические расчеты, основанные на параллаксе 61 Лебедя,равном 0,314 угловой секунды, показали, что расстояние до звезды составляет660 000 астрономических единиц (9,9 × 10 13 км или6,1 × 10 13 миль ). Бессель добавил, что свету требуется 10,3 года, чтобы пройти это расстояние. [20] Он понимал, что его читатели будут наслаждаться мысленной картиной приблизительного времени прохождения света, но он воздержался от использования светового года как единицы. Возможно, он возмутился выражением расстояний в световых годах, потому что это снизило бы точность его данных о параллаксе из-за умножения на неопределенный параметр скорости света.
В 1838 году скорость света еще не была точно известна; его значение изменилось в 1849 г. ( Физо ) и 1862 г. ( Фуко ). Это еще не считалось фундаментальной константой природы, и распространение света через эфир или пространство все еще оставалось загадкой.
Единица светового года появилась в 1851 году в популярной немецкой астрономической статье Отто Уле . [21] Уле объяснил странность названия единицы расстояния, оканчивающейся на «год», сравнив его с часом ходьбы ( Wegstunde ).
Современная немецкая популярная астрономическая книга также отметила, что световой год - странное название. [22] В 1868 году один английский журнал назвал световой год единицей измерения, используемой немцами. [23] Эддингтон назвал световой год неудобной и неуместной единицей измерения, которая иногда перешла из массового использования в технические исследования. [24]
Хотя современные астрономы часто предпочитают использовать парсек , световые годы также широко используются для измерения пространств межзвездного и межгалактического пространства.
Использование термина [ править ]
Расстояния, выраженные в световых годах, включают расстояния между звездами в одной и той же общей области, например, между звездами одного спирального рукава или шарового скопления . Сами галактики имеют диаметр от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет и отделены от соседних галактик и скоплений галактик на миллионы световых лет. Расстояния до таких объектов, как квазары и Великая стена Слоуна, составляют миллиарды световых лет.
Масштаб (ly) | Ценить | Элемент |
---|---|---|
10 −9 | 4,04 × 10 −8 св. Лет | Отраженный солнечный свет от поверхности Луны преодолевает расстояние до поверхности Земли за 1,2–1,3 секунды (примерно350 000 в400 000 километров). |
10 −6 | 1,58 × 10 −5 св. Лет | Одна астрономическая единица (расстояние от Солнца до Земли). Свету требуется примерно 499 секунд (8,32 минуты), чтобы преодолеть это расстояние. [25] |
1,27 × 10 −4 св. Лет | В Гюйгенс зонд земли на Титана прочь Сатурн и передает изображения с его поверхности, 1,2 миллиарда километров от Земли. | |
5,04 × 10 −4 св. Лет | New Horizons встречает Плутон на расстоянии 4,7 миллиарда километров, и для связи с Землей требуется 4 часа 25 минут. | |
10 −3 | 2,04 × 10 −3 св. Лет | Самый далекий космический зонд , Вояджер-1 , по состоянию на октябрь 2014 года находился на расстоянии около 18 световых часов от Земли [update]. [26] Это займет около17 500 лет, чтобы достичь светового года при нынешней скорости около 17 км / с (38 000 миль / ч ) относительно Солнца. 12 сентября 2013 года ученые НАСА объявили, что «Вояджер-1» вошел в межзвездную среду космоса 25 августа 2012 года, став первым искусственным объектом, покинувшим Солнечную систему . [27] |
2,28 × 10 −3 св. Лет | "Вояджер-1" по состоянию на октябрь 2018 года, почти в 20 световых часах от Земли. | |
10 0 | 1,6 × 10 0 св. Лет | Облако Оорта составляет примерно два световых лет в диаметре. Предполагается, что его внутренняя граница находится на50 000 а.е. , с внешним краем на100 000 а.е. . |
2,0 × 10 0 св. Лет | Максимальная степень гравитационного доминирования Солнца ( сфера Хилла / сфера Роша ,125 000 у.е. ). Кроме того, находится глубокая межзвездная гравитационная среда вне Солнца . | |
4,22 × 10 0 св. Лет | Ближайшая известная звезда (кроме Солнца) Проксима Центавра находится на расстоянии около 4,22 световых лет от нас. [28] [29] | |
8,6 × 10 0 св. Лет | Сириус , ярчайшая звезда ночного неба. В два раза массивнее и в 25 раз ярче, чем Солнце, оно затмевает больше ярких звезд из-за своей относительной близости. | |
1,19 × 10 1 св. Лет | HD 10700 e , внесолнечный кандидат на обитаемую планету. В 6,6 раз массивнее Земли, он находится в центре обитаемой зоны звезды Тау Кита . [30] [31] | |
2,05 × 10 1 св. Лет | Gliese 581 , красный карлик с несколькими обнаруживаемыми экзопланетами. | |
3,1 × 10 2 св. Лет | Канопус , второй по яркости на земном небе после Сириуса, яркий гигант типа A9. В 10 700 раз ярче Солнца. | |
10 3 | 3 × 10 3 св. Лет | A0620-00 , вторая по величине известная черная дыра , составляет околоНа расстоянии 3000 световых лет. |
2,6 × 10 4 св. Лет | Центр в Млечном Пути составляет околоНа расстоянии 26 000 световых лет. [32] [33] | |
1 × 10 5 св. Лет | Млечный Путь около100 000 световых лет в поперечнике. | |
1,65 × 10 5 св. Лет | R136a1 , в Большом Магеллановом Облаке , самой яркой звездой , известной в 8,7 миллиона раз светимость Солнца, имеет видимую величину 12,77, только ярче , чем 3С 273 . | |
10 6 | 2,5 × 10 6 св. Лет | Андромеды составляет около 2,5 миллиона световых лет. |
3 × 10 6 св. Лет | Треугольника галактики ( М33 ), около 3 млн световых лет, это самый удаленный объект виден невооруженным глазом. | |
5,9 × 10 7 св. Лет | Ближайшее крупное скопление галактик , то Дева кластер , составляет около 59 миллионов световых лет от Земли . | |
1,5 × 10 8 -2,5 × 10 8 св. Лет | В Большом Аттракторном лежит на расстоянии где - то между 150 и 250 миллионов световых лет (последний являются самыми последними оценками). | |
10 9 | 1,2 × 10 9 св. Лет | Sloan Great Wall (не следует путать с Great Wall и Her-С GW ) была измерена примерно один миллиард световых лет. |
2,4 × 10 9 св. Лет | 3C 273 , оптически самый яркий квазар с видимой величиной 12,9, чуть тусклее, чем R136a1 . 3C 273 находится на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет от нас. | |
4,57 × 10 10 св. Лет | Сопутствующее расстояние от Земли до края видимой Вселенной составляет около 45,7 миллиардов световых лет в любом направлении; это сопутствующий радиус от наблюдаемой Вселенной . Это больше, чем возраст Вселенной, обусловленный космическим фоновым излучением ; см. здесь, почему это возможно. |
Связанные блоки [ править ]
Расстояния между объектами в звездной системе обычно составляют небольшие доли светового года и обычно выражаются в астрономических единицах . Однако меньшие единицы длины могут быть образованы аналогичным образом, умножая единицы времени на скорость света. Например, световая секунда , используемая в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике, точно равна299 792 458 метров или 1 /31 557 600 светового года. Внаучно-популярныхпубликацияхиногда используются такие единицы измерения, как световая минута, световой час и световой день. Световой месяц, составляющий примерно одну двенадцатую светового года, также иногда используется для приблизительных измерений. [34] [35] Hayden Planetariumопределяет свет месяц более точнокак 30 дней светлого времени поездки. [36]
Свет проходит примерно один фут за наносекунду ; термин «легкий фут» иногда используется как неформальная мера времени. [37]
См. Также [ править ]
- 1 петаметр (примеры расстояний порядка одного светового года)
- Меры расстояния (космология)
- Протокол Эйнштейна
- Длина Хаббла
- Порядки величины (длина)
Примечания [ править ]
- ^ Один триллион здесь принят равным 10 12 (один миллион миллионов, или миллиард в долгосрочном плане).
- ^ Один юлианский год состоит ровно из 365,25 дней (или31 557 600 с за сутки точно86 400 SI секунд) [4]
- ^ Скорость света точно равна299 792 458 м / с по определению метра.
Ссылки [ править ]
- ↑ Вселенная в пределах 12,5 световых лет: ближайшие звезды
- ^ a b c d e Международный астрономический союз, Измерение Вселенной: МАС и астрономические единицы , данные получены 10 ноября 2013 г.
- ^ Б Брюс Мак (31 июля 2018). "Как далеко световой год?" . EarthSky . Дата обращения 15 октября 2019 .
- ^ IAU Рекомендации , касающиеся единиц , в архиве с оригинала на 2007-02-16
- ^ " Избранные астрономические константы " в астрономическом альманахе , стр. 6.
- ^ ISO 80000-3: 2006 Величины и единицы - пространство и время
- ^ IEEE / ASTM SI 10-2010, Американский национальный стандарт для метрической практики
- ^ П. Кеннет Зайдельманн, изд. (1992), Пояснительное приложение к астрономическому альманаху , Милл-Вэлли, Калифорния: University Science Books, стр. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
- ^ Основные константы , Sierra College
- ↑ Marc Sauvage, Таблица астрономических констант , заархивировано из оригинала 11 декабря 2008 г.
- ^ Роберт А. Брауниг, Основные константы
- ↑ CW Allen (1973), Astrophysical Quantities (третье изд.), Лондон: Атлон, стр. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
- ^ Артур Н. Кокс, изд. (2000), Астрофизические величины Аллена (четвертое издание), Нью-Йорк: Спрингер-Валег, стр. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
- ^ Ник Стробель, Астрономические константы
- ^ KEK B, Астрономические константы , заархивировано из оригинала 9 сентября 2007 г. , получено 5 ноября 2008 г.
- ^ Thomas Szirtes (1997), Прикладной анализ размерностей и моделирование , Нью-Йорк: McGraw-Hill, стр. 60, ISBN 9780070628113
- ^ Comins, Neil F. (2013), Обретение Essential Вселенной (пятый ред.), WH Freeman, стр. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
- ^ Хасани, Sadri (2010), от атомов до галактик , CRC Press, стр. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
- ^ Деза, Мишель Мари; Деза, Елена (2016), Энциклопедия расстояний (четвертое изд.), Springer, стр. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
- ^ Бессель, Фридрих (1839). «О параллаксе звезды 61 Лебедя» . Лондонский и Эдинбургский философский журнал и научный журнал . 14 : 68–72. Заявление Бесселя о том, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть расстояние.
- ^ Уле, Отто (1851). «Был wir in den Sternen lesen» . Немецкий музей: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben . 1 : 721–738.
- ^ Дистервег, Адольф Вильгельм (1855). Populäre Himmelskunde u. Astronomische Geographie . п. 250.
- ^ Студент и интеллектуальный наблюдатель науки, литературы и искусства . 1 апреля). Лондон: Грумбридж и сыновья. 1868. с. 240.
- ^ «Звездные движения и структура Вселенной» . Проверено 1 ноября 2014 года .
- ^ "Глава 1, Таблица 1-1" , Соглашения IERS (2003)
- ^ ГДЕ ВОЯДЖЕРЫ? , дата обращения 14 октября 2014.
- ^ NASA Космического корабль отправляется на историческом путешествие в межзвездном пространстве , извлекаться +14 октября +2014
- ^ НАСА , Космические шкалы расстояний - Ближайшая звезда
- ^ "Проксима Центавра (Gliese 551)" , Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов
- ^ "Ближайшие планеты Тау Кита к одиночной, подобной Солнцу звезде" . BBC News . 19 декабря 2012 . Проверено 1 ноября 2014 года .
- ^ Туоми, Микко; Джонс, Хью Р.А.; Дженкинс, Джеймс С .; Тинни, Крис Дж .; Батлер, Р. Пол; Фогт, Стив С .; Барнс, Джон Р .; Виттенмайер, Роберт А .; О'Тул, Саймон; Хорнер, Джонатан; Бейли, Джереми; Картер, Брэд Д.; Райт, Дункан Дж .; Salter, Graeme S .; Пинфилд, Дэвид (март 2013 г.). «Сигналы, встроенные в шум радиальной скорости: периодические изменения скоростей τ Ceti» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 551 : A79. arXiv : 1212,4277 . Bibcode : 2013A&A ... 551A..79T . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201220509 . S2CID 2390534 .
- ^ Eisenhauer, F .; Schdel, R .; Genzel, R .; Отт, Т .; Tecza, M .; Abuter, R .; Эккарт, А .; Александр, Т. (2003), "Геометрическое определение расстояния до центра Галактики", The Astrophysical Journal , 597 (2): L121, arXiv : astro-ph / 0306220 , Bibcode : 2003ApJ ... 597L.121E , DOI : 10,1086 / 380188 , S2CID 16425333
- ^ Макнамара, DH ; Madsen, JB; Barnes, J .; Эриксен, BF (2000), "Расстояние до центра Галактики", публикации астрономического общества Тихого океана , 112 (768): 202, Bibcode : 2000PASP..112..202M , DOI : 10,1086 / 316512
- ^ Fujisawa, K .; Inoue, M .; Кобаяши, H .; Murata, Y .; Wajima, K .; Камено, С .; Эдвардс, PG; Hirabayashi, H .; Моримото, М. (2000), "Большой угол изгиба струи светового месяца в Центавре A" , Публикации Астрономического общества Японии , 52 (6): 1021–26, Bibcode : 2000PASJ ... 52.1021F , doi : 10.1093 / pasj / 52.6.1021 , архивировано из оригинала 02.09.2009
- ^ Джунор, W .; Биретта, Дж. А. (1994), "Внутренний световой месяц самолета M87", в Zensus, J. Anton; Келлерманн; Кеннет И. (ред.), Компактные внегалактические радиоисточники, Труды семинара NRAO, проведенного в Сокорро, Нью-Мексико, 11–12 февраля 1994 г. , Грин Бэнк, Западная Вирджиния: Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), с. 97, Bibcode : 1994cers.conf ... 97J
- ^ Время и расстояние световых путешествий планетарием Хайдена, доступ к которому осуществлен в октябре 2010 г.
- ^ Дэвид Мермин (2009). Самое время: понимание теории относительности Эйнштейна . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. п. 22. ISBN 978-0-691-14127-5.
Внешние ссылки [ править ]
- Словарное определение светового года в Викисловаре