Світловий рік

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Світлови́й рік (св. р., ly) — позасистемна одиниця виміру довжини, що дорівнює відстані, яку світло долає за один рік.

Згідно з рекомендаціями Міжнародного астрономічного союзу як чисельне значення року, якщо не вказано інше, застосовується Юліанський рік[1]. Оскільки швидкість світла у вакуумі дорівнює 299 792 458 м/с,, а юліанський рік становить рівно 31 557 600 секунд (365,25*24*60*60), то 1 світловий рік становить 9 460 730 472 580,8 км ≈ 9,46·1015 м.

Поряд із парсеком світловий рік широко застосовується в астрономії для виміру відстаней у міжзоряних і міжгалактичних масштабах. Згідно з міжнародними угодами його дозволено застосовувати для вимірювання фізичних величин поряд з основними одиницями довжини Міжнародної системи одиниць[2].

Історія[ред.ред. код]

До 1676 р. більшість вчених вважали, що світло долає будь-яку відстань миттєво. Проте данський фізик Оле Ремер першим довів, що світло має скінчену швидкість. 1671 року, Ремер почав спостерігати за супутниками Юпітера і вирішив вимірювати час зникнення одного з супутників за Юпітером (зокрема, Io) та його появу з іншого боку. Зібравши дані протягом кількох років спостережень, він визначив, що коли Земля була у сполученні з Юпітером, затемнення запізнювалися на 22 хвилини порівняно з їх настанням у протистоянні.

Ремер пояснив запізнення тим, що у першому випадку світло має здолати додаткову відстань, яка дорівнює діаметру земної орбіти, проте до його розрахунків поставилися скептично. Розрахована Ремером швидкість світла становила 135 000 км/сек, що менше половини швидкості, яка визначена наразі. Основною причиною була помилка у визначенні розміру земної орбіти. Якщо діаметр земної орбіти, який ми знаємо сьогодні, поєднати з даними Ремера, ми б отримали значення 241 000 км/сек, що набагато ближче до справжньої швидкості.

До 1729 року значна частина астрономічного співтовариства остаточно переконалася, що світло має скінчену швидкість. Англійський астроном Джеймс Бредлі опублікував дослідження, яке доводило, що аберація світла зумовлена саме його скінченою швидкістю.

Світловий рік як одиницю вимірювання відстані першим застосував німецький астроном Фрідріх Бессель. 1838 року він визначив відстань до подвійної зірки 61 Лебедя у 10,3 світлових років (поточне значення — 11,36±0,06 світлових років).

З 1963 до 1984 року світловий рік мав дещо інше визначення: відстань, яку світло долає за тропічний рік[3]. Тропічний рік трохи відрізняється від юліанського (≈365,2422 діб проти 365,25), відхилення нового значення від старого становить близько 0,002%. Але оскільки світловий рік не застосовується для вимірів високої точності, різниці між ними практично немає.

Приклади відстаней у світлових роках[ред.ред. код]

Найближча до Сонця зірка, Проксима Центавра, перебуває на відстані близько 4,3 світлового року. Діаметр нашої Галактики — близько 100 000 світлових років. Відстань між галактиками — близько десятків мільйонів світлових років. Розміри Всесвіту — порядку 13,7±0,12 млрд світлових років[4].

Зв'язок з іншими одиницями:

Відстані в світлових роках у вивченні еволюції фізичних констант[ред.ред. код]

Згідно зі стандартною моделлю фізики елементарних частинок, фізичні константи фіксуються як у часі, так і в просторі. Це важко виміряти, тому що експерименти обмежувалися Видимим всесвітом. Значення співвідношення між масою протона і електрона є одним з найважливіших питань у галузі теоретичної фізики. Зміна цього співвідношення можна визначити, чи є закони фізики не є рівномірними або в просторі. Кілька експериментів на Землі дуже точні результати для відносин між масою протона і електрона, а саме зміна частина quadrilió (1 слідують 15 нулів) на рік. Ці результати не означають, що основні зміни відбулися в 13 до 14.000 мільйонів років Всесвіт була справжньою.

Команда дослідників з Інституту Макса Планка в Бонні, Німеччина, проаналізувавши спектри, зокрема, що з аміаку, спостерігалися з квазара B0218+357 на відстані 6 мільярдів світлових років від Землі. Квазари є далекі галактики з активними ядрами, які володіють потужними властивостями, загальними для всіх галактик, включаючи спектр випромінювання. Як зміни в протонних мас-електронів виявляється в зміні енергії частинок, спектральний аналіз може виявити зміни осей і, отже, зміни постійними. Результати показують, що шість мільярдів років тому, коли Всесвіт був половиною років сьогодні, відхилення-протонних співвідношення електрона близько однієї частини на мільйон.

Результати, отримані з довірчою ймовірністю 95%, що підтверджує стандартну модель. На перший погляд, результати цього дослідження, здаються несумісним з нещодавніми даними зміни в масі від 24 частин на мільйон в рік 12000 миль тому. У дійсності ці два значення не можуть збігатися тому що зміни можуть впливати у космологічному часі і просторі і змінити співставлення мас. Повинні отримати кращі результати у великих масштабах, щоб визначити послідовність чи іншим з цих заходів.

Представлення світлових років у інших масштабах[ред.ред. код]

В області науки використовували різні методи, щоб зрозуміти зоряний час і простір. Першим, хто використав поняття «космічний рік» був Карл Саган. Відповідно до цієї концепції, вважаючи, що історія Всесвіту становить один рік, то людська історія частка останньої секунди.

Можливі аналогії для космічних відстані світловий рік представляється у вигляді міліметра. Так як окружність Землі становить 40000 км, вік Всесвіту становить близько 13700 років, з цією шкалою від 1 світловий рік = 1 мм галактики відстанях може поміститися на поверхні землі. Таким чином, найближча до нас зірка нашої Сонячної системи, Альфа Центавра, буде на відстані 4,3 міліметра. Приймаючи Чумацький Шлях, таким самим чином вийде, що він має розміри 100 метрів в діаметрі і відстань до найближчої галактики, галактики Андромеди, складе 2,5 кілометра.

Примітки[ред.ред. код]

  1. IAU. «Recommendations concerning Units». Архів оригіналу за 2013-06-23. 
  2. Світловий рік // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів: ЛНУ—ГАО НАНУ, 2003. — С. 415. — ISBN 966-613-263-X, УДК 52(031)
  3. P. Kenneth Seidelmann, ed., Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac (Mill Valey, California: University Science Books, 1992) 656. ISBN 0-935702-68-7
  4. «дані телескопа WMAP» (PDF). nasa.gov. Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2008-03-06.