Световой год
| Световой год | |
|---|---|
 | |
| Общая информация | |
| Система единиц | астрономические единицы |
| Единица | длина |
| Символ | ли [2] |
| Конверсии | |
| 1 лий [2] в ... | ... равно... |
| метрические ( СИ ) единицы | |
| имперские и американские единицы |
|
| астрономические единицы | |
Световой год , альтернативно пишется световой год ( ly или lyr [3] ), является единицей длины, используемой для выражения астрономических расстояний и равна ровно 9 460 730 472 580,8 км ( Научное обозначение : 9,4607304725808 × 10 12 км), что составляет примерно 5,88 триллиона миль. По определению Международного астрономического союза (МАС), световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 дней). [2] Поскольку он включает в себя слово «год», этот термин иногда ошибочно интерпретируется как единица времени . [4]
Световой год чаще всего используется для выражения расстояний до звезд и других расстояний в галактическом масштабе, особенно в неспециализированном контексте и научно-популярных публикациях. [4] Единицей измерения, наиболее часто используемой в профессиональной астрономии, является парсек (обозначение: пк, около 3,26 световых лет). [2]
Определения
[ редактировать ]По определению Международного астрономического союза (МАС), световой год является произведением юлианского года. [примечание 1] (365,25 дней, в отличие от 365,2425-дневного григорианского года или 365,24219-дневного тропического года , которые оба приблизительны) и скорости света ( 299 792 458 м/с ). [примечание 2] Обе эти величины включены в Систему астрономических констант МАС (1976) , используемую с 1984 года. [6] Отсюда можно получить следующие преобразования. Аббревиатура, используемая МАС для обозначения светового года, - «ly». [2] . В международных стандартах, таких как ISO 80000:2006 (ныне замененный), используется слово «ly». [7] [8] часто встречаются локализованные сокращения, такие как «al» на французском, испанском и итальянском языках (от année-lumière, año luz и anno luce соответственно), «Lj» на немецком языке (от Lichtjahr ) и т. д.
1 световой год = 9 460 730 472 580 800 метров (ровно) ≈ 9,461 петаметра ≈ 9,461 триллиона километров ( 5,879 триллиона миль) ≈ 63 241 077 астрономических единиц ≈ 0,306 601 парсек
До 1984 года тропический год (не юлианский год) и измеренная (не определённая) скорость света были включены в Систему астрономических констант МАС (1964), использовавшуюся с 1968 по 1983 год. [9] Произведение Саймона Ньюкомба J1900.0 , среднего тропического года 31 556 925,9747 равного эфемеридных секунд , и скорости света 299 792,5 км/с дает световой год 9,460 530 × 10. 15 м (округлено до семи значащих цифр скорости света), встречается в нескольких современных источниках. [10] [11] [12] вероятно, был получен из старого источника, такого как справочная работа К. У. Аллена 1973 года «Астрофизические величины» , [13] который был обновлен в 2000 году, включая указанное выше значение IAU (1976) (усеченное до 10 значащих цифр). [14]
Другие высокоточные значения не выводятся из последовательной системы IAU. Значение 9,460 536 207 × 10 15 м встречается в некоторых современных источниках [15] [16] является произведением среднего григорианского года (365,2425 дней или 31 556 952 с ) и определенной скорости света ( 299 792 458 м/с ). Другое значение: 9,460 528 405 × 10. 15 м , [17] является произведением среднего тропического года J1900.0 и определенной скорости света.
Для обозначения световых лет и кратных световым годам используются следующие сокращения:
- "ly" для одного светового года [2]
- "клы" [18] или «клир» [19] на килосветовый год (1000 световых лет)
- «Мли» — мегасветовой год (1 000 000 световых лет). [20]
- "Гли" [21] или «Глыр» [22] на гигасветовой год (1 000 000 000 световых лет)
История
[ редактировать ]Единица светового года появилась через несколько лет после первого успешного измерения расстояния до звезды, отличной от Солнца, Фридрихом Бесселем в 1838 году. Этой звездой была 61 Лебедя диаметром 160 миллиметров (6,2 дюйма). гелиометр , и он использовал разработанный Йозеф фон Фраунгофера . Самой крупной единицей выражения расстояний в космосе в то время была астрономическая единица , равная радиусу орбиты Земли в 150 миллионов километров (93 миллиона миль). 61 Лебедя, В этих терминах тригонометрические расчеты, основанные на параллаксе равном 0,314 угловых секунд, показали, что расстояние до звезды составляет 660 000 астрономических единиц (9,9 × 10 13 км; 6,1 × 10 13 ми). Бессель добавил, что свету требуется 10,3 года, чтобы пройти это расстояние. [23] Он понимал, что его читателям понравится мысленная картина примерного времени прохождения света, но воздерживался от использования светового года в качестве единицы измерения. Возможно, он не хотел выражать расстояния 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; оценка его стоимости менялась в 1849 ( Физо ) и 1862 ( Фуко ). Это еще не считалось фундаментальной константой природы, а распространение света через эфир или пространство все еще оставалось загадкой.
Единица светового года появилась в 1851 году в популярной немецкой астрономической статье Отто Уле . [24] Уле объяснил странность названия единицы измерения расстояния, оканчивающегося на «год», сравнив его с часом ходьбы ( Wegstunde ).
В современной немецкой популярной книге по астрономии также отмечается, что световой год — странное название. [25] В 1868 году английский журнал назвал световой год единицей измерения, используемой в Германии. [26] Эддингтон назвал световой год неудобной и неуместной единицей, которая иногда выползала из обихода в технические исследования. [27]
Хотя современные астрономы часто предпочитают использовать парсек , световые годы также широко используются для измерения просторов межзвездного и межгалактического пространства.
Использование термина
[ редактировать ]Расстояния, выраженные в световых годах, включают расстояния между звездами, находящимися в одной и той же области, например, принадлежащими одному и тому же спиральному рукаву или шаровому скоплению . Сами галактики имеют диаметр от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет и отделены от соседних галактик и скоплений галактик миллионами световых лет. Расстояния до таких объектов, как квазары и Великая Слоанская стена, достигают миллиардов световых лет.
| Масштаб (ли) | Ценить | Элемент |
|---|---|---|
| 10 −9 | 4.04 × 10 −8 ли | Отражённому от поверхности Луны солнечному свету требуется 1,2–1,3 секунды, чтобы пройти расстояние до поверхности Земли (примерно от 350 000 до 400 000 километров). |
| 10 −6 | 1.58 × 10 −5 ли | Одна астрономическая единица (расстояние от Солнца до Земли). Свету требуется примерно 499 секунд (8,32 минуты), чтобы преодолеть это расстояние. [28] |
| 1.27 × 10 −4 ли | Зонд «Гюйгенс» приземляется на Титане у Сатурна и передает изображения с его поверхности, находящейся на расстоянии 1,2 миллиарда километров от Земли. | |
| 5.04 × 10 −4 ли | «Новые горизонты» встречаются с Плутоном на расстоянии 4,7 миллиардов километров, и связь достигает Земли за 4 часа 25 минут. | |
| 10 −3 | 2.04 × 10 −3 ли | Самый далекий космический зонд , «Вояджер-1» , по состоянию на октябрь 2014 года находился на расстоянии около 18 световых часов (130 а.е., 19,4 миллиарда км, 12,1 миллиарда миль) от Земли. [update]. [29] потребуется около 17 500 Чтобы достичь одного светового года при нынешней скорости около 17 км/с ( 38 000 миль в час , 61 200 км/ч) относительно Солнца, лет. 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 . [30] |
| 2.28 × 10 −3 ли | «Вояджер-1» по состоянию на октябрь 2018 года, почти в 20 световых часах (144 а.е., 21,6 миллиарда км, 13,4 миллиарда миль) от Земли. | |
| 10 0 | 1.6 × 10 0 ли | Облако Оорта имеет диаметр около двух световых лет. Предполагается, что его внутренняя граница находится на расстоянии 50 000 а.е. ≈ 0,8 св. лета, а внешний край - на расстоянии 100 000 а.е. ≈ 1,6 св. лет. |
| 2.0 × 10 0 ли | Примерное максимальное расстояние, на котором объект может вращаться вокруг Солнца ( сфера Хилла / сфера Роша , 125 000 а.е. ). За ней находится глубокая внесолнечная гравитационная межзвездная среда . | |
| 4.24 × 10 0 ли | Ближайшая известная звезда (кроме Солнца), Проксима Центавра , находится на расстоянии около 4,24 световых лет. [31] [32] | |
| 8.6 × 10 0 ли | Сириус , самая яркая звезда ночного неба. В два раза массивнее и в 25 раз ярче Солнца, оно затмевает более яркие звезды из-за своей относительной близости. | |
| 1.19 × 10 1 ли | Тау Кита e — внесолнечный кандидат на обитаемую планету. В 6,6 раз массивнее Земли, она находится в середине обитаемой зоны звезды Тау Кита . [33] [34] | |
| 2.05 × 10 1 ли | Глизе 581 — красный карлик с несколькими обнаруживаемыми экзопланетами. | |
| 3.1 × 10 2 ли | Канопус , второй по яркости на земном небе после Сириуса, яркий гигант типа А9, в 10 700 раз ярче Солнца. | |
| 10 3 | 3 × 10 3 ли | A0620-00 , вторая ближайшая известная черная дыра , находится на расстоянии около 3000 световых лет от нас. |
| 2.6 × 10 4 ли | Центр 000 Млечного Пути на расстоянии около 26 находится световых лет. [35] [36] | |
| 1 × 10 5 ли | Диаметр Млечного Пути составляет около 100 000 световых лет. | |
| 1.65 × 10 5 ли | R136a1 в Большом Магеллановом Облаке , самая яркая звезда, светимость которой в 8,7 миллионов раз превышает светимость Солнца, имеет видимую звездную величину 12,77, что чуть ярче, чем 3C 273 . | |
| 10 6 | 2.5 × 10 6 ли | Галактика Андромеды находится на расстоянии примерно 2,5 миллионов световых лет от нас. |
| 3 × 10 6 ли | Галактика Треугольник ( M33 ), расположенная на расстоянии около 3 миллионов световых лет, является самым далеким объектом, видимым невооруженным глазом. | |
| 5.9 × 10 7 ли | Ближайшее крупное скопление галактик , скопление Девы , находится на расстоянии около 59 миллионов световых лет. | |
| 1.5 × 10 8 – 2.5 × 10 8 ли | Великий Аттрактор находится на расстоянии где-то между 150 и 250 миллионами световых лет (по последней оценке). | |
| 10 9 | 1.2 × 10 9 ли | Великая Слоанская стена (не путать с Великой стеной и Her-CrB GW ) находится на расстоянии примерно одного миллиарда световых лет. |
| 2.4 × 10 9 ли | 3C 273 , оптически самый яркий квазар , видимая величина 12,9, чуть тусклее, чем R136a1 . 3C 273 находится на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет от нас. | |
| 4.57 × 10 10 ли | Сопутствующее расстояние от Земли до края видимой Вселенной составляет около 45,7 миллиардов световых лет в любом направлении; это сопутствующий радиус Вселенной наблюдаемой . Это больше, чем возраст Вселенной, определяемый космическим фоновым излучением ; см. здесь, почему это возможно. |
Связанные подразделения
[ редактировать ]Расстояния между объектами внутри звездной системы обычно составляют небольшие доли светового года и обычно выражаются в астрономических единицах . Однако меньшие единицы длины аналогичным образом можно образовать путем умножения единиц времени на скорость света. Например, световая секунда , полезная в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике, равна ровно 299 792 458 метров или 1 ⁄ 31 557 600 светового года. Такие единицы, как световая минута, световой час и световой день, иногда используются в научно-популярных публикациях. Световой месяц, составляющий примерно одну двенадцатую светового года, также иногда используется для приблизительных измерений. [37] [38] Планетарий Хейдена точнее определяет световой месяц как 30 дней светового путешествия. [39]
Свет проходит примерно один фут за наносекунду ; термин «легкая нога» иногда используется как неформальная мера времени. [40]
См. также
[ редактировать ]- 1 петаметр (примеры расстояний порядка одного светового года)
- Протокол Эйнштейна
- Длина Хаббла
- Порядки величины (длина)
Примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Вселенная в пределах 12,5 световых лет – Ближайшие звезды» . www.atlasoftheuniverse.com . Проверено 2 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Международный астрономический союз, Измерение Вселенной: МАС и астрономические единицы , получено 10 ноября 2013 г.
- ^ Мутель и др. 1981 г.
- ^ Перейти обратно: а б Брюс МакКлюр (31 июля 2018 г.). «Как далеко находится световой год?» . ЗемляНебо . Проверено 15 октября 2019 г.
- ^ Рекомендации МАС относительно единиц , заархивировано из оригинала 16 февраля 2007 г.
- ^ « Избранные астрономические константы, заархивированные 26 июля 2014 г. в Wayback Machine » в Астрономическом альманахе , стр. 6.
- ^ ISO 80000-3:2006 Величины и единицы измерения. Пространство и время.
- ^ IEEE/ASTM SI 10-2010, Американский национальный стандарт метрической практики.
- ^ П. Кеннет Зайдельманн, изд. (1992), Пояснительное приложение к астрономическому альманаху , Милл-Вэлли, Калифорния: Университетские научные книги, стр. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
- ^ Основные константы , Сьерра-Колледж
- ^ Марк Соваж, Таблица астрономических констант , заархивировано из оригинала 11 декабря 2008 г.
- ^ Роберт А. Бреуниг, Основные константы
- ^ К.В. Аллен (1973), Астрофизические величины (третье изд.), Лондон: Атлон, стр. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
- ^ Артур Н. Кокс, изд. (2000), Астрофизические величины Аллена (четвертое изд.), Нью-Йорк: Springer-Valeg, стр. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
- ^ Ник Стробел, Астрономические константы
- ^ KEK B, Astronomical Constants , архивировано из оригинала 9 сентября 2007 года , получено 5 ноября 2008 года.
- ^ Томас Сиртес (1997), Прикладной размерный анализ и моделирование , Нью-Йорк: McGraw-Hill, с. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
- ^ Коминс, Нил Ф. (2013), Открытие существенной Вселенной (пятое изд.), WH Freeman, стр. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
- ^ Виолье 1994
- ^ Хассани, Садри (2010), От атомов к галактикам , 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
- ^ Санчес и др. 2022 г.
- ^ Бессель, Фридрих (1839). «О параллаксе звезды 61 Лебедя» . Лондонский и Эдинбургский философский журнал и научный журнал . 14 : 68–72. Утверждение Бесселя о том, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть расстояние.
- ^ Уле, Отто (1851). «Что мы читаем в звездах» . Немецкий музей: Журнал литературы, искусства и общественной жизни . 1 :721-738.
- ^ Дистервег, Адольф Вильгельм (1855). Популярная астрономия и астрономическая география . п. 250.
- ^ Студент и интеллектуальный наблюдатель науки, литературы и искусства . Том. 1. Лондон: Грумбридж и сыновья. 1868. с. 240.
- ^ «Движение звезд и строение Вселенной» . Проверено 1 ноября 2014 г.
- ^ «Глава 1, Таблица 1-1» , Конвенции IERS (2003 г.)
- ^ ГДЕ ПУТЕШЕСТВЕННИКИ? , получено 14 октября 2014 г.
- ^ Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство , получено 14 октября 2014 г.
- ^ НАСА , Космические шкалы расстояний – ближайшая звезда
- ^ «Проксима Центавра (Глизе 551)» , Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов.
- ^ «Планеты Тау Кита, ближайшие к одной звезде, похожей на Солнце» . Новости Би-би-си . 19 декабря 2012 года . Проверено 1 ноября 2014 г.
- ^ Туоми, Микко; Джонс, Хью Р.А.; Дженкинс, Джеймс С.; Тинни, Крис Г.; 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.; Солтер, Грэм С.; Пинфилд, Дэвид (март 2013 г.). «Сигналы, включенные в шум лучевых скоростей: периодические изменения скоростей τ Кита» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 551 : А79. arXiv : 1212.4277 . Бибкод : 2013A&A...551A..79T . дои : 10.1051/0004-6361/201220509 . S2CID 2390534 .
- ^ Эйзенхауэр, Ф.; Шдель, Р.; Гензель, Р.; Отт, Т.; Теча, М.; Абутер, Р.; Эккарт, А.; Александр, Т. (2003), «Геометрическое определение расстояния до галактического центра», The Astrophysical Journal , 597 (2): L121, arXiv : astro-ph/0306220 , Bibcode : 2003ApJ...597L.121E , дои : 10.1086/380188 , S2CID 16425333
- ^ Макнамара, DH ; Мэдсен, Дж.Б.; Барнс, Дж.; Эриксен, Б.Ф. (2000), «Расстояние до галактического центра», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 112 (768): 202, Бибкод : 2000PASP..112..202M , doi : 10.1086/316512
- ^ Фудзисава, К.; Иноуэ, М.; Кобаяши, Х.; Мурата, Ю.; Вадзима, К.; Камено, С.; Эдвардс, П.Г.; Хирабаяши, Х.; Моримото, М. (2000), «Большой угол отклонения струи светового месяца в Центавре A» , Публикации Астрономического общества Японии , 52 (6): 1021–26, Бибкод : 2000PASJ...52.1021F , doi : 10.1093/pasj/52.6.1021 , заархивировано из оригинала 2 сентября 2009 г.
- ^ Джунор, В.; Биретта, Дж. А. (1994), «Внутренний световой месяц самолета M87», в Zensus, Дж. Антон; Келлерманн; Кеннет И. (ред.), Компактные внегалактические радиоисточники, Материалы семинара NRAO, состоявшегося в Сокорро, Нью-Мексико, 11–12 февраля 1994 г. , Грин-Бэнк, Западная Вирджиния: Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), стр. 97, Бибкод : 1994cers.conf...97J
- ↑ Время и расстояние путешествия света, данные планетария Хайдена, доступ в октябре 2010 г.
- ^ Дэвид Мермин (2009). Пришло время: понимание теории относительности Эйнштейна . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. п. 22. ISBN 978-0-691-14127-5 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Словарное определение светового года в Викисловаре
