Pe 22 februarie 2017, NASA a anunțat că au fost găsite 7 exoplanete în jurul stelei unice TRAPPIST-1. Trei dintre ele se află în intervalul distanțelor față de stea pe care o poate avea planeta apa in stare lichida iar apa este cheia vieții. De asemenea, se raportează că acest sistem stelar este situat la o distanță de 40 de ani lumină de Pământ.
Acest mesaj a făcut mult gălăgie în mass-media, ba chiar unora li s-a părut că omenirea este la un pas de a construi noi așezări lângă o nouă stea, dar nu este așa. Dar 40 de ani-lumină este mult, este MULT, sunt prea mulți kilometri, adică aceasta este o distanță monstruos de colosală!
Din cursul fizicii, se cunoaște a treia viteză cosmică - aceasta este viteza pe care un corp trebuie să o aibă la suprafața Pământului pentru a depăși. sistem solar. Valoarea acestei viteze este de 16,65 km/s. Navele spațiale obișnuite în orbită pornesc cu o viteză de 7,9 km/s și se învârt în jurul Pământului. În principiu, o viteză de 16-20 km/s este destul de accesibilă pentru tehnologiile pământești moderne, dar nu mai mult!
Omenirea nu a învățat încă cum să accelereze navele spațiale cu mai mult de 20 km/sec.
Să calculăm câți ani îi va dura o navă care zboară cu o viteză de 20 km/sec pentru a depăși 40 de ani lumină și a ajunge la steaua TRAPPIST-1.
Un an lumină este distanța pe care o parcurge un fascicul de lumină în vid, iar viteza luminii este de aproximativ 300.000 km/sec.
O navă spațială creată de om zboară cu o viteză de 20 km/sec, adică de 15.000 de ori mai mică decât viteza luminii. O astfel de navă va depăși 40 de ani lumină într-un timp egal cu 40*15000=600000 de ani!
O navă pământească (cu nivelul actual de tehnologie) va zbura către steaua TRAPPIST-1 în aproximativ 600 de mii de ani! Homo sapiens există pe Pământ (conform oamenilor de știință) doar de 35-40 de mii de ani, iar aici până la 600 de mii de ani!
În viitorul apropiat, tehnologia nu va permite unei persoane să ajungă la steaua TRAPPIST-1. Chiar și motoarele promițătoare (ioni, fotoni, vele spațiale etc.), care nu sunt în realitatea pământească, pot fi estimate că accelerează nava la o viteză de 10.000 km/s, ceea ce înseamnă că timpul de zbor către sistemul TRAPPIST-1 va fi redusă la 120 de ani. Acesta este deja un moment mai mult sau mai puțin acceptabil pentru zborul cu ajutorul animației suspendate sau pentru mai multe generații de migranți, dar astăzi toate aceste motoare sunt fantastice.
Chiar și cele mai apropiate stele sunt încă prea departe de oameni, prea departe, ca să nu mai vorbim de stelele galaxiei noastre sau ale altor galaxii.
Diametrul galaxiei noastre Calea Lactee este de aproximativ 100 de mii de ani lumină, adică drumul de la un capăt la altul pentru o navă pământească modernă va fi de 1,5 miliarde de ani! Știința sugerează că Pământul nostru are 4,5 miliarde de ani, iar viața multicelulară are aproximativ 2 miliarde de ani. Distanța până la cea mai apropiată galaxie de noi - Nebuloasa Andromeda - este de 2,5 milioane de ani lumină de Pământ - ce distanțe monstruoase!
După cum puteți vedea, dintre toți oamenii care trăiesc astăzi, nimeni nu va pune piciorul vreodată pe pământul unei planete în apropierea unei alte stele.
Cu siguranță, am auzit într-un film de acțiune fantastic expresia a la „20 to Tatooine ani lumina”, mulți și-au pus întrebări legitime. Voi numi câteva dintre ele:
Nu este un an un timp?
Atunci ce este an lumină?
Cati kilometri are?
Cât o să dureze an lumină nava spatiala din Pământ?
Am decis să dedic articolul de astăzi explicării semnificației acestei unități de măsură, comparând-o cu kilometrii noștri obișnuiți și demonstrând scalele care Univers.
Virtual Racer.
Imaginați-vă o persoană, care încalcă toate regulile, grăbindu-se de-a lungul autostrăzii cu o viteză de 250 km/h. În două ore va depăși 500 de km, iar în patru - până la 1000. Dacă, desigur, nu se prăbușește în acest proces ...
S-ar părea că aceasta este viteza! Dar pentru a face ocolul întregului glob (≈ 40.000 km), călărețul nostru va avea nevoie de 40 de ori mai mult timp. Și acesta este deja 4 x 40 = 160 de ore. Sau aproape o săptămână întreagă de condus continuu!
Până la urmă, însă, nu vom spune că a parcurs 40.000.000 de metri. Din moment ce lenea ne-a forțat întotdeauna să inventăm și să folosim unități de măsură alternative mai scurte.
Limită.
De la un curs de fizică la școală, toată lumea ar trebui să știe că cel mai rapid călăreț din univers- ușoară. Într-o secundă, fasciculul său acoperă o distanță de aproximativ 300.000 km, iar globul, astfel, se va întoarce în 0,134 secunde. Este de 4.298.507 de ori mai rapid decât pilotul nostru virtual!
Din Pământ inainte de Luna lumina ajunge în medie în 1,25 s, până la soare fasciculul său se va repezi în puțin mai mult de 8 minute.
Colosal, nu-i așa? Dar existența unor viteze mai mari decât viteza luminii nu a fost încă dovedită. Prin urmare, lumea științifică a decis că ar fi logic să se măsoare scalele cosmice în unități pe care le trece o undă radio în anumite intervale de timp (care este lumina, în special).
distante.
În acest fel, an lumină- nimic mai mult decât distanța pe care o depășește o rază de lumină într-un an. La scara interstelară, utilizarea unităților de distanță mai mici decât aceasta nu are prea mult sens. Și totuși sunt. Iată valorile lor aproximative:
1 secundă lumină ≈ 300.000 km;
1 minut lumină ≈ 18.000.000 km;
1 oră lumină ≈ 1.080.000.000 km;
1 zi lumină ≈ 26.000.000.000 km;
1 săptămână lumină ≈ 181.000.000.000 km;
1 lună lumină ≈ 790.000.000.000 km.
Și acum, ca să înțelegeți de unde vin numerele, să calculăm cu ce este egal unul an lumină.
Există 365 de zile într-un an, 24 de ore într-o zi, 60 de minute într-o oră și 60 de secunde într-un minut. Astfel, un an este format din 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 de secunde. Lumina parcurge 300.000 km într-o secundă. În consecință, într-un an fasciculul său va acoperi o distanță de 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km.
Acest număr se citește astfel: NOUĂ TRILIoane, PATRU SUTE ȘAIzeci DE MILIARDE ȘI OPTO SUTE DE MILIEDE kilometri.
Desigur, valoarea exactă an lumină ușor diferit de ceea ce am calculat. Dar atunci când descrieți distanțele față de stele în articole de știință populară, cea mai mare precizie nu este, în principiu, necesară, iar o sută sau două milioane de kilometri nu vor juca un rol special aici.
Acum să continuăm experimentele noastre de gândire...
Cântare.
Să presupunem modern nava spatiala frunze sistem solar cu a treia viteză spațială (≈ 16,7 km/s). Primul an lumină va birui in 18.000 de ani!
4,36 ani lumina la cel mai apropiat sistem stelar al nostru ( Alpha Centauri, vezi imaginea de la inceput) va depasi in aproximativ 78 de mii de ani!
Al nostru galaxia Calea Lactee, având un diametru de aproximativ 100.000 ani lumina, va trece peste 1 miliard 780 de milioane de ani.
Și la cel mai apropiat de noi galaxii, nava spatiala grăbindu-se abia după 36 de miliarde de ani...
Acestea sunt plăcintele. Dar în teorie, chiar Univers a apărut cu doar 16 miliarde de ani în urmă...
Și, în sfârșit...
Puteți începe să vă întrebați la scara cosmică chiar și fără a trece dincolo sistem solar deoarece este foarte mare în sine. Acest lucru a fost arătat foarte bine și clar, de exemplu, de creatorii proiectului Dacă Luna ar fidoar 1 pixel (Dacă luna ar fi doar un pixel): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html .
Pe aceasta, probabil, voi completa articolul de astăzi. Toate întrebările, comentariile și dorințele dumneavoastră sunt binevenite în comentariile de mai jos.
Unitate de lungime în afara sistemului utilizată în astronomie; 1 S. g. este egal cu distanța parcursă de lumină într-un an. 1 S. g. \u003d 0,3068 parsec \u003d 9,4605 1015 m. Fizic Dicţionar enciclopedic. M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A. M. Prokhorov. ...... Enciclopedia fizică
LIGHTYEAR, o unitate a distanței astronomice, egală cu distanța pe care parcurge lumina spatiu deschis sau în VID pentru un an tropical. Un an lumină este egal cu 9,46071012 km... Dicționar enciclopedic științific și tehnic
LIGHTYEAR, o unitate de lungime folosită în astronomie: calea parcursă de lumină într-un an, i.e. 9.466?1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe ...... Enciclopedia modernă
Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46 × 1012 km... Dicţionar enciclopedic mare
An lumină- LIGHTYEAR, o unitate de lungime folosită în astronomie: calea parcursă de lumină în 1 an, i.e. 9.466´1012 km. Distanța până la cea mai apropiată stea (Proxima Centauri) este de aproximativ 4,3 ani lumină. Cele mai îndepărtate stele din galaxie sunt situate pe ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat
O unitate de lungime non-sistemică utilizată în astronomie. 1 an lumină este distanța pe care o parcurge lumina într-un an. 1 an lumină este egal cu 9,4605E+12 km = 0,307 buc... Dicţionar astronomic
Unitatea de măsură a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46 1012 km. * * * LIGHTYEAR LIGHTYEAR, o unitate a distanțelor interstelare; calea pe care o parcurge lumina într-un an, adică 9,46x1012 km... Dicţionar enciclopedic
An lumină- o unitate de distanta egala cu drumul parcurs de lumina intr-un an. Un an lumină este 0,3 parsec... Concepte ale științelor naturale moderne. Glosar de termeni de bază
an lumină- šviesmetis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Astronominis ilgio matavimo vienetas, lygus nuotoliui, kurį vakuume nusklinda šviesa per 1 atogrąžinius metus. Žymimas šm: 1 šm = 9,46073 10¹² km. atitikmenys: engl. ușoară… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
an lumină- šviesmetis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. an lumina vok. Lichtjahr, n rus. an lumina, m pranc. année lumière, f … Fizikos terminų žodynas
Cărți
- Nu există cale de întoarcere. Set de 3 cărți, Lukyanov Alexey, Naumov Ivan Sergeevich. Set de 3 carti. 1. „Tsunami. Book One. Earthshakers” 1999. Egor și Yusya Kruglov rămân fără îngrijire adultă. Nimic bun nu le așteaptă. Dizabilitatea a făcut...
- Astronomie fascinantă, Elena Kachur. Despre carte În noua și mult așteptata carte, Chevostik și unchiul Kuzya merg la observator! Aici vor avea o cunoaștere fascinantă cu corpurile cerești care împodobesc cerul nostru de noapte. Impreuna cu…
Scale de distanțe galactice
An lumină ( Sf. G., te iubesc) este o unitate de lungime în afara sistemului egală cu distanța parcursă de lumină într-un an.
Mai exact, conform definiției Uniunii Astronomice Internaționale (IAU), un an lumină este egal cu distanța pe care lumina o parcurge în vid, fără a fi afectată de câmpurile gravitaționale, într-un an iulian (care este egal prin definiție cu standardul 365,25). zile de 86.400 secunde SI sau 31.557 600 secunde). Această definiție este recomandată pentru utilizare în literatura de știință populară. În literatura de specialitate, parsec-urile și multiplii de unități (kilo- și megaparsec-uri) sunt de obicei folosite în locul unui an lumină pentru a exprima distanțe mari.
Anterior (până în 1984), un an lumină era distanța parcursă de lumină într-un an tropical, referitor la epoca 1900.0. Noua definiție diferă de cea veche cu aproximativ 0,002%. Deoarece această unitate de distanță nu este utilizată pentru măsurători foarte precise, nu există nicio diferență practică între definițiile vechi și cele noi.
Valori numerice
Un an lumină este:
- 9 460 730 472 580 800 de metri (aproximativ 9,46 petametri)
- 63.241,077 unități astronomice (AU)
- 0,306601 parsecs
Unități aferente
Următoarele unități sunt folosite destul de rar, de obicei numai în publicațiile populare:
- 1 secundă lumină = 299.792,458 km (exact)
- 1 minut lumină ≈ 18 milioane km
- 1 oră lumină ≈ 1079 milioane km
- 1 zi lumină ≈ 26 miliarde km
- 1 săptămână lumină ≈ 181 miliarde km
- 1 lună lumină ≈ 790 miliarde km
Distanța în ani lumină
Anul lumină este convenabil pentru reprezentarea calitativă a scărilor de distanță în astronomie.
| Scară | Valoare (Sf. ani) | Descriere |
|---|---|---|
| secunde | 4 10 −8 | Distanța medie până la este de aproximativ 380.000 km. Aceasta înseamnă că durează aproximativ 1,3 secunde pentru ca un fascicul de lumină emis de la suprafață să ajungă la suprafața Lunii. |
| minute | 1,6 10 −5 | O unitate astronomică este egală cu aproximativ 150 de milioane de kilometri. Astfel, lumina călătorește de pe Pământ în aproximativ 500 de secunde (8 minute și 20 de secunde). |
| Ceas | 0,0006 | Distanța medie de la Soare la aproximativ 5 ore lumină. |
| 0,0016 | Aparatele Pioneer și seriale, care zboară dincolo, la aproximativ 30 de ani de la lansare, s-au retras la o distanță de aproximativ o sută de unități astronomice de Soare, iar timpul lor de răspuns la solicitările Pământului este de aproximativ 14 ore. | |
| An | 1,6 | Marginea interioară a ipoteticului este situată la 50.000 UA. e. de la Soare, iar cel exterior - 100.000 a. e. Pentru a acoperi distanța de la Soare până la marginea exterioară a norului, lumina va dura aproximativ un an și jumătate. |
| 2,0 | Raza maximă a regiunii de influență gravitațională a Soarelui („Sferele dealului”) este de aproximativ 125.000 UA. e. | |
| 4,2 | Cea mai apropiată de noi (fără a socoti Soarele), Proxima Centauri, se află la o distanță de 4,2 sv. al anului. | |
| Mileniu | 26 000 | Centrul galaxiei noastre se află la aproximativ 26.000 de ani lumină de Soare. |
| 100 000 | Diametrul discului nostru este de 100.000 de ani lumină. | |
| Milioane de ani | 2,5 10 6 | Cel mai apropiat M31 de noi, faimosul, se află la 2,5 milioane de ani lumină de noi. |
| 3.14 10 6 | (M33) este situat la 3,14 milioane de ani lumină distanță și este cel mai îndepărtat obiect staționar vizibil cu ochiul liber. | |
| 5,8 10 7 | Cel mai apropiat, clusterul Fecioarei, se află la 58 de milioane de ani lumină distanță de noi. | |
| Zeci de milioane de ani lumină | Dimensiunea caracteristică a clusterelor de galaxii în diametru. | |
| 1,5 10 8 - 2,5 10 8 | Anomalia gravitațională „Marele Atractor” se află la o distanță de 150-250 de milioane de ani lumină de noi. | |
| Miliarde de ani | 1.2 10 9 | Marele Zid al lui Sloan este una dintre cele mai mari formațiuni din lume, dimensiunile sale sunt de aproximativ 350 Mpc. Pentru ca lumina să o depășească de la un capăt la altul, va dura aproximativ un miliard de ani. |
| 1,4 10 10 | Dimensiunea unei regiuni a universului conectate cauzal. Se calculează din vârsta Universului și rata maximă de transfer de informații - viteza luminii. | |
| 4,57 10 10 | Distanța de comutare de la Pământ la marginea universului observabil în orice direcție; raza comovă a Universului observabil (în cadrul modelului cosmologic standard Lambda-CDM). |
Distanțele cosmice sunt greu de măsurat în metri și kilometri obișnuiți, așa că astronomii folosesc alte unități fizice în munca lor. Unul dintre ele se numește an lumină.
Mulți fani SF sunt familiarizați cu acest concept, deoarece apare frecvent în filme și cărți. Dar nu toată lumea știe cu ce este egal un an lumină și unii chiar cred că este similar cu calculul anual obișnuit al timpului.
Ce este un an lumină?
De fapt, anul lumină nu este o unitate de timp, așa cum s-ar putea presupune, ci o unitate de lungime folosită în astronomie. Se înțelege ca distanța parcursă de lumină într-un an.
Este folosit în mod obișnuit în manualele de astronomie sau în ficțiunea științifică populară pentru a determina lungimile în sistemul solar. Pentru calcule matematice sau măsurători mai precise ale distanțelor din Univers, se ia ca bază o altă unitate - .
Apariția anului lumină în astronomie a fost asociată cu dezvoltarea științelor stelare și cu nevoia de a utiliza parametri comparabili cu scara spațiului. Conceptul a fost introdus la câțiva ani după prima măsurare cu succes a distanței de la Soare la steaua 61 Cygnus în 1838. 
Inițial, un an lumină a fost numit distanța parcursă de lumină într-un an tropical, adică pentru o perioadă de timp egală cu ciclul întreg al anotimpurilor. Cu toate acestea, din 1984, a fost luat ca bază anul iulian (365,25 zile), în urma căruia măsurătorile au devenit mai precise.
Cum se determină viteza luminii?
Pentru a calcula anul lumină, cercetătorii au trebuit să determine mai întâi viteza luminii. Pe vremuri, astronomii credeau că propagarea razelor în spațiu are loc instantaneu, dar în secolul al XVII-lea, o astfel de concluzie a început să fie pusă sub semnul întrebării.
Primele încercări de a face calcule au fost făcute de Galileo Gallilei, care a decis să calculeze timpul în care lumina parcurge 8 km. Cercetările sale nu au avut succes. James Bradley a reușit să calculeze valoarea aproximativă în 1728, care a determinat valoarea vitezei la 301 mii km/s.
Care este viteza luminii?
În ciuda faptului că Bradley a făcut calcule destul de corecte, pentru a determina viteza precisă a putut abia în secolul XX, folosind tehnologia laser modernă. Echipamentul perfect a făcut posibilă efectuarea de calcule ajustate pentru indicele de refracție al razelor, drept urmare această valoare a fost de 299.792,458 kilometri pe secundă. 
Astronomii operează cu aceste cifre până în prezent. În viitor, calculele simple au ajutat la determinarea cu exactitate a timpului de care au nevoie razele pentru a zbura în jurul orbitei. globul fără a fi afectat de câmpurile gravitaţionale.
Deși viteza luminii nu este comparabilă cu distanțele pământești, utilizarea ei în calcule se explică prin faptul că oamenii sunt obișnuiți să gândească în categorii „pământești”.
Ce este un an lumină?
Dacă luăm în considerare că o secundă lumină este egală cu 299.792.458 de metri, este ușor de calculat că lumina parcurge 17.987.547.480 de metri într-un minut. De regulă, astrofizicienii folosesc aceste date pentru a măsura distanțe în cadrul sistemelor planetare.
Pentru a studia corpurile cerești la scara Universului, este mult mai convenabil să luăm ca bază un an lumină, care este egal cu 9,460 trilioane de kilometri sau 0,306 parsecs. Observarea corpurilor cosmice este singurul caz în care o persoană poate vedea trecutul cu propriii ochi.
Este nevoie de mulți ani pentru ca lumina emisă de o stea îndepărtată să ajungă pe Pământ. Din acest motiv, observând obiecte spațiale, nu le vezi așa cum sunt în momentul de față, ci așa cum erau în momentul în care lumina a fost emisă.
Exemple de distanțe în ani lumină
Datorită capacității de a calcula viteza razelor, astronomii au putut calcula distanța în ani lumină până la multe corpuri cerești. Deci, distanța de la planeta noastră până la Lună este de 1,3 secunde lumină, până la Proxima Centauri - 4,2 ani lumină, până la Nebuloasa Andromeda - 2,5 milioane de ani lumină. 
Distanța dintre Soare și centrul galaxiei noastre este de aproximativ 26 de mii de ani lumină, iar între Soare și planeta Pluto - 5 ore lumină.