2017. február 22-én a NASA bejelentette, hogy 7 exobolygót találtak a TRAPPIST-1 csillag körül. Közülük három olyan távolságban van a csillagtól, amelyen belül a bolygó tartózkodhat folyékony vízés a víz az élet kulcsa. Azt is közölték, hogy ez a csillagrendszer 40 fényévnyire található a Földtől.

Ez az üzenet nagy hangot keltett a médiában, egyeseknek még úgy is tűnt, hogy az emberiség egy lépés választja el attól, hogy új településeket építsen egy új csillag közelében, de ez nem így van. De a 40 fényév sok, SOK, túl sok kilométer, vagyis ez egy szörnyen kolosszális távolság!

A fizika során ismert a harmadik kozmikus sebesség - ez az a sebesség, amellyel egy testnek rendelkeznie kell a Föld felszínén, hogy túllépjen Naprendszer. Ennek a sebességnek az értéke 16,65 km/s. A közönséges keringő űrhajók 7,9 km/s sebességgel indulnak, és a Föld körül keringenek. A 16-20 km/s-os sebesség elvileg meglehetősen megfizethető a modern földi technológiákhoz, de nem több!

Az emberiség még nem tanulta meg, hogyan kell 20 km/s-nál gyorsabban felgyorsítani az űrhajókat.

Számítsuk ki, hány év kell ahhoz, hogy egy 20 km/s-os sebességgel repülő csillaghajó legyőzze a 40 fényévet és elérje a TRAPPIST-1 csillagot.
Egy fényév az a távolság, amelyet egy fénysugár vákuumban megtesz, és a fény sebessége körülbelül 300 000 km/s.

Egy ember által készített űrszonda 20 km/s sebességgel repül, vagyis 15 000-szer lassabban, mint a fénysebesség. Egy ilyen hajó 40 fényévet fog legyőzni 40*15000=600000 év alatt!

Egy földi hajó (a technológia jelenlegi szintjével) körülbelül 600 ezer év múlva repül a TRAPPIST-1 csillaghoz! A Homo sapiens (a tudósok szerint) csak 35-40 ezer éve létezik a Földön, itt pedig akár 600 ezer éve!

A közeljövőben a technológia nem teszi lehetővé, hogy valaki elérje a TRAPPIST-1 csillagot. Még az ígéretes hajtóművek (ion, foton, űrvitorla stb.), amelyek a földi valóságban nem léteznek, becslések szerint 10 000 km / s sebességre gyorsítják a hajót, ami azt jelenti, hogy a TRAPPIST-1 rendszer repülési ideje 120 évre csökken . Ez már többé-kevésbé elfogadható időszak a felfüggesztett animáció segítségével történő repüléshez vagy a migránsok több generációja számára, de ma már ezek a motorok fantasztikusak.

Még a legközelebbi csillagok is túl messze vannak az emberektől, túl távol, nem is beszélve Galaxisunk vagy más galaxisok csillagairól.

Tejútrendszerünk átmérője hozzávetőlegesen 100 ezer fényév, vagyis egy modern földi hajó végétől a végéig 1,5 milliárd év lesz az út! A tudomány szerint Földünk 4,5 milliárd éves, a többsejtű élet körülbelül 2 milliárd éves. A hozzánk legközelebbi galaxis - az Androméda-köd - távolsága 2,5 millió fényévre van a Földtől - micsoda iszonyatos távolságok!

Amint látható, a ma élő emberek közül soha senki nem teszi be a lábát egy bolygó földjére egy másik csillag közelében.

Biztosan hallottam egy fantasztikus akciófilmben az a la „20 to Tatooine” kifejezést fényévek” – tettek fel sokan jogos kérdéseket. Néhányat megnevezek közülük:

Egy év nem idő?

Akkor mi van fényév?

Hány kilométer van benne?

Mennyi időbe telik fényév űrhajó tól től föld?

Úgy döntöttem, hogy a mai cikket ennek a mértékegységnek a jelentésének elmagyarázásának, a szokásos kilométereinkkel való összehasonlításnak és a mérlegek bemutatásának szentelem. Világegyetem.

Virtuális versenyző.

Képzeljen el egy személyt, aki minden szabályt megsértve rohan az autópályán 250 km / h sebességgel. Két óra alatt 500 km-t, négy alatt pedig akár 1000-et is megtesz. Hacsak nem ütközik közben...

Úgy tűnik, ez a sebesség! De ahhoz, hogy megkerülje az egész földgömböt (≈ 40 000 km), lovasunknak 40-szer több időre lesz szüksége. És ez már 4 x 40 = 160 óra. Vagy majdnem egy egész hét folyamatos vezetés!

A végén azonban nem mondjuk azt, hogy 40 000 000 métert tett meg. Mivel a lustaság mindig is arra késztetett bennünket, hogy rövidebb alternatív mértékegységeket találjunk ki és használjunk.

Határ.

Egy iskolai fizika tanfolyamról mindenkinek tudnia kell, hogy a leggyorsabb versenyző Világegyetem- fény. Nyalábja egy másodperc alatt megközelítőleg 300 000 km-t tesz meg, a földgömböt pedig így 0,134 másodperc alatt kerüli meg. Ez 4 298 507-szer gyorsabb, mint a mi virtuális versenyzőnk!

Tól től föld előtt Hold a fény átlagosan 1,25 s alatt ér el, legfeljebb nap sugara valamivel több mint 8 percen belül megrohan.

Kolosszális, nem? De a fénysebességnél nagyobb sebességek létezését még nem bizonyították. Ezért a tudományos világ úgy döntött, hogy logikus lenne a kozmikus léptékeket olyan egységekben mérni, amelyekben a rádióhullám bizonyos időintervallumokon áthalad (ami különösen a fény).

Távolságok.

Ily módon fényév- nem más, mint az a távolság, amelyet egy fénysugár egy év alatt legyőz. Csillagközi léptékeken nincs sok értelme az ennél kisebb távolságegységek használatának. És mégis azok. Íme a hozzávetőleges értékeik:

1 fénymásodperc ≈ 300 000 km;

1 fényperc ≈ 18 000 000 km;

1 fényóra ≈ 1 080 000 000 km;

1 fénynap ≈ 26 000 000 000 km;

1 könnyű hét ≈ 181 000 000 000 km;

1 fényhónap ≈ 790 000 000 000 km.

És most, hogy megértse, honnan származnak a számok, számoljuk ki, hogy mi egyenlő fényév.

Egy évben 365 nap, egy napban 24 óra, egy órában 60 perc és egy percben 60 másodperc van. Így egy év 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 másodpercből áll. A fény 300 000 km-t tesz meg egy másodperc alatt. Következésképpen egy év alatt a sugara 31 536 000 x 300 000 = 9 460 800 000 000 km távolságot tesz meg.

Ez a szám így hangzik: KILENCTRILLIÓ, NÉGYSZÁZHATVENMILLIÁRD ÉS NYOLCSZÁZMILLIÓ kilométerre.

Természetesen a pontos érték fényév kissé eltér attól, amit számítottunk. De a csillagok távolságának leírásánál a népszerű tudományos cikkekben elvileg nincs szükség a legnagyobb pontosságra, és száz-két millió kilométer itt nem játszik különösebb szerepet.

Most pedig folytassuk gondolatkísérleteinket...

Mérleg.

Tegyük fel, hogy modern űrhajó levelek Naprendszer a harmadik térsebességgel (≈ 16,7 km/s). Első fényév 18 000 év múlva legyőzi!

4,36 fényévek a legközelebbi csillagrendszerünkhöz ( Alfa Centauri, lásd az elején lévő képet) úgy 78 ezer év alatt legyőzi!

A miénk a Tejút galaxis, amelynek átmérője körülbelül 100 000 fényévek, 1 milliárd 780 millió év múlva keresztezi.

És a hozzánk legközelebbihez galaxisok, űrhajó rohanni csak 36 milliárd év után...

Ezek a piték. De elméletben akár Világegyetem mindössze 16 milliárd éve keletkezett...

És végül...

Akkor is elkezdhet csodálkozni a kozmikus léptéken, ha nem lép túl rajta Naprendszer mert önmagában nagyon nagy. Ezt nagyon jól és egyértelműen megmutatták például a projekt készítői Ha a Hold lennecsak 1 pixel (Ha a hold csak egy pixel lenne): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html.

Ezzel talán befejezem a mai cikket. Minden kérdését, észrevételét és kívánságát szeretettel várjuk az alatta lévő megjegyzésekben.

A csillagászatban használt, rendszeren kívüli hosszegység; 1 S.g egyenlő a fény által 1 év alatt megtett távolsággal. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fizikai enciklopédikus szótár. M.: Szovjet Enciklopédia. A. M. Prohorov főszerkesztő. ... Fizikai Enciklopédia

FÉNYÉV, a csillagászati ​​távolság mértékegysége, egyenlő azzal a távolsággal, amelyet a fény megtesz nyitott tér vagy VÁKUUMBAN egy trópusi évig. Egy fényév 9,46071012 km-nek felel meg... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

FÉNYÉV, a csillagászatban használt hosszegység: a fény által 1 év alatt megtett út, i.e. 9,466?1012 km. A legközelebbi csillag (Proxima Centauri) távolsága körülbelül 4,3 fényév. A galaxis legtávolabbi csillagai a ... Modern Enciklopédia

A csillagközi távolságok mértékegysége; az az út, amelyet a fény egy év alatt megtesz, azaz 9,46 × 1012 km ... Nagy enciklopédikus szótár

Fényév- FÉNYÉV, a csillagászatban használt hosszegység: a fény által 1 év alatt megtett út, i.e. 9,466´1012 km. A legközelebbi csillag (Proxima Centauri) távolsága körülbelül 4,3 fényév. A galaxis legtávolabbi csillagai a ... Illusztrált enciklopédikus szótár

A csillagászatban használt, nem rendszerszintű hosszegység. 1 fényév az a távolság, amelyet a fény 1 év alatt megtesz. 1 fényév egyenlő 9,4605E+12 km = 0,307 db... Csillagászati ​​szótár

A csillagközi távolságok mértékegysége; az az út, amelyet a fény egy év alatt megtesz, azaz 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, a csillagközi távolságok egysége; az út, amelyet a fény egy év alatt megtesz, azaz 9,46x1012 km ... enciklopédikus szótár

Fényév- a távolság mértékegysége, amely megegyezik a fény által egy év alatt megtett úttal. Egy fényév 0,3 parszek... A modern természettudomány fogalmai. Alapfogalmak szószedete

fényév- šviesmetis statusas T terület Standartizacija ir metrologija apibrėžis Astronominis ilgio méréso vienetas, lygus távolsági, amelynek vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9,46073 10¹² km. atitikmenys: engl. fény… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

fényév- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. fényév vok. Lichtjahr, n rus. fényév, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas

Könyvek

• Nincs visszaút. 3 könyvből álló készlet, Lukjanov Alekszej, Naumov Ivan Szergejevics. 3 könyvből álló készlet. 1. "Cunami. Első könyv. Földrengők" 1999. Egor és Yusya Kruglov felnőtt gondoskodás nélkül maradnak. Semmi jó nem vár rájuk. A fogyatékosság tette...
• Lenyűgöző csillagászat, Elena Kachur. A könyvről Az új és régóta várt könyvben Chevostik és Kuzya bácsi a csillagvizsgálóba! Itt lenyűgözően megismerkedhetnek az égitestekkel, amelyek éjszakai égboltunkat díszítik. Együtt…

Galaktikus távolságmérleg

Fényév ( Utca. G., ly) egy rendszeren kívüli hosszegység, amely egyenlő a fény által egy év alatt megtett távolsággal.

Pontosabban, a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió (IAU) definíciója szerint a fényév egyenlő azzal a távolsággal, amelyet a fény vákuumban megtesz, anélkül, hogy gravitációs mezők befolyásolnák, egy Julianus év alatt (ami definíció szerint egyenlő a 365,25-ös standarddal). nap 86 400 SI másodperc vagy 31 557 600 másodperc). Ezt a definíciót ajánlják a népszerű tudományos irodalomban használni. A szakirodalomban a nagy távolságok kifejezésére a fényév helyett általában parszekeket és mértékegységek többszöröseit (kilo- és megaparszek) használják.

Korábban (1984 előtt) a fényév az a távolság volt, amelyet a fény egy trópusi évben megtett, az 1900.0-s korszakra utalva. Az új meghatározás körülbelül 0,002%-kal tér el a régitől. Mivel ezt a távolság mértékegységét nem nagyon pontos mérésekhez használják, nincs gyakorlati különbség a régi és az új definíciók között.

Numerikus értékek

A fényév:

• 9 460 730 472 580 800 méter (körülbelül 9,46 petaméter)
• 63 241 077 csillagászati ​​egység (AU)
• 0,306601 parszek

Kapcsolódó egységek

A következő egységeket meglehetősen ritkán használják, általában csak népszerű kiadványokban:

• 1 fénymásodperc = 299 792,458 km (pontosan)
• 1 fényperc ≈ 18 millió km
• 1 fényóra ≈ 1079 millió km
• 1 fénynap ≈ 26 milliárd km
• 1 fényhét ≈ 181 milliárd km
• 1 fényhónap ≈ 790 milliárd km

Távolság fényévekben

A fényév alkalmas a távolsági skálák minőségi ábrázolására a csillagászatban.

Skála	Érték (Szent Évek)	Leírás
Másodpercek	4 10 −8	Az átlagos távolság körülbelül 380 000 km. Ez azt jelenti, hogy körülbelül 1,3 másodpercre van szükség ahhoz, hogy a felszínről kibocsátott fénysugár elérje a Hold felszínét.
percek	1,6 10 −5	Egy csillagászati ​​egység körülbelül 150 millió kilométernek felel meg. Így a fény körülbelül 500 másodperc (8 perc 20 másodperc) alatt jut el a Földről.
Óra	0,0006	Az átlagos távolság a Naptól körülbelül 5 fényóra.
	0,0016	A Pioneer és sorozat túlrepülő berendezései körülbelül 30 évvel a kilövés után mintegy száz csillagászati ​​egységnyi távolságra vonultak vissza a Naptól, és válaszidejük a Földtől érkező kérésekre körülbelül 14 óra.
Év	1,6	A hipotetikus belső éle 50 000 AU-nál található. e. a Naptól, és a külső - 100 000 a. e) A Nap és a felhő külső széle közötti távolság lefedéséhez a fény körülbelül másfél évig tart.
	2,0	A Nap gravitációs befolyásának területének maximális sugara ("Hill's Spheres") körülbelül 125 000 AU. e.
	4,2	A hozzánk legközelebb (a Napot nem számítva) található Proxima Centauri 4,2 sv-re található. az év ... ja.
Évezred	26 000	Galaxisunk középpontja körülbelül 26 000 fényévre van a Naptól.
	100 000	Korongunk átmérője 100 000 fényév.
Évmilliók	2,5 10 6	A hozzánk legközelebbi M31, a híres, 2,5 millió fényévnyire van tőlünk.
	3,14 10 6	(M33) 3,14 millió fényévnyire található, és a legtávolabbi, szabad szemmel látható álló objektum.
	5,8 10 7	A legközelebbi, a Szűz-halmaz 58 millió fényévnyire van tőlünk.
	Több tízmillió fényév	A galaxishalmazok jellemző mérete átmérőben.
	1,5 10 8 - 2,5 10 8	A "Nagy Attraktor" gravitációs anomália 150-250 millió fényévnyire található tőlünk.
Évmilliárdok	1,2 10 9	A Sloan Nagy Fal a világ egyik legnagyobb képződménye, méretei körülbelül 350 Mpc. Körülbelül egymilliárd év kell ahhoz, hogy a fény a végétől a végéig legyőzze.
	1,4 10 10	Az univerzum okságilag összefüggő régiójának mérete. Az Univerzum korából és a maximális információátviteli sebességből - a fénysebességből - számítják.
	4,57 10 10	A Földtől a megfigyelhető univerzum széléig terjedő mozgási távolság bármely irányban; a megfigyelhető Univerzum mozgási sugara (a szabványos Lambda-CDM kozmológiai modell keretein belül).



A kozmikus távolságokat nehéz közönséges méterben és kilométerben mérni, ezért a csillagászok más fizikai egységeket is használnak munkájuk során. Az egyiket fényévnek nevezik.


Sok sci-fi rajongó ismeri ezt a koncepciót, mivel gyakran megjelenik filmekben és könyvekben. De nem mindenki tudja, hogy mit jelent a fényév, sőt egyesek úgy gondolják, hogy hasonló a szokásos éves időszámításhoz.

Mi az a fényév?

Valójában a fényév nem időegység, ahogyan azt feltételezhetjük, hanem a csillagászatban használt hosszegység. A fény által egy év alatt megtett távolságot értjük.

Általában csillagászati ​​tankönyvekben vagy népszerű tudományos-fantasztikus irodalomban használják a naprendszeren belüli hossz meghatározására. A pontosabb matematikai számításokhoz vagy az Univerzum távolságainak méréséhez egy másik mértékegységet veszünk alapul - .

A fényév megjelenése a csillagászatban összefüggésbe hozható a csillagtudományok fejlődésével és az űr léptékéhez hasonló paraméterek alkalmazásának szükségességével. A koncepciót néhány évvel a Nap és a 61 Cygni csillag távolságának első sikeres mérése után vezették be, 1838-ban.


Eredetileg fényévnek azt a távolságot nevezték, amelyet a fény egy trópusi év alatt, azaz az évszakok teljes ciklusával megegyező ideig megtesz. 1984 óta azonban a Julian-évet (365,25 nap) vették alapul, aminek eredményeként a mérések pontosabbak lettek.

Hogyan határozható meg a fény sebessége?

A fényév kiszámításához a kutatóknak először meg kellett határozniuk a fénysebességet. Valamikor a csillagászok azt hitték, hogy a sugarak terjedése az űrben azonnal megtörténik, de a 17. században ezt a következtetést megkérdőjelezték.

Az első számítási kísérletet Galileo Gallilei tette, aki úgy döntött, hogy kiszámítja azt az időt, amely alatt a fény 8 km-t tesz meg. Kutatása sikertelen volt. James Bradleynek sikerült kiszámítania a hozzávetőleges értéket 1728-ban, aki 301 ezer km / s sebességgel határozta meg a sebesség értékét.

Mekkora a fénysebesség?

Annak ellenére, hogy Bradley meglehetősen helyes számításokat végzett, meghatározni pontos sebesség csak a XX. században, a modern lézertechnológia segítségével. A tökéletes felszereltség lehetővé tette a sugarak törésmutatójához igazított számítások elvégzését, melynek eredményeként ez az érték 299 792,458 kilométer/másodperc lett.


A csillagászok a mai napig ezekkel az adatokkal dolgoznak. A jövőben egyszerű számítások segítettek pontosan meghatározni azt az időt, ameddig a sugaraknak kell repülniük a pályán a földgömb anélkül, hogy a gravitációs mezők befolyásolnák.

A fénysebesség ugyan nem hasonlítható össze a földi távolságokkal, de számításokban való felhasználását az magyarázza, hogy az emberek hozzászoktak a "földi" kategóriákban gondolkodni.

Mi az a fényév?

Ha figyelembe vesszük, hogy egy fénymásodperc 299 792 458 méterrel egyenlő, akkor könnyen kiszámítható, hogy a fény 17 987 547 480 métert tesz meg egy perc alatt. Általában az asztrofizikusok ezeket az adatokat a bolygórendszereken belüli távolságok mérésére használják.

Az égitestek világegyetemi léptékű tanulmányozásához sokkal kényelmesebb egy fényévet venni, amely 9,460 billió kilométernek vagy 0,306 parszeknek felel meg. A kozmikus testek megfigyelése az egyetlen eset, amikor az ember saját szemével láthatja a múltat.

Sok évnek kell eltelnie ahhoz, hogy egy távoli csillag által kibocsátott fény elérje a Földet. Emiatt megfigyelve űrobjektumok, nem olyannak látod őket, amilyenek jelenleg, hanem olyannak, amilyenek a fény kibocsátásának pillanatában voltak.

Példák a távolságokra fényévekben

A sugarak sebességének kiszámítási képességének köszönhetően a csillagászok fényévekben tudták kiszámítani számos égitest távolságát. Tehát a távolság bolygónktól a Holdig 1,3 fénymásodperc, a Proxima Centauriig - 4,2 fényév, az Androméda-ködig - 2,5 millió fényév.


A Nap és galaxisunk közepe közötti távolság körülbelül 26 ezer fényév, a Nap és a Plútó bolygó között pedig 5 fényóra.