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 становить рівно 299 792 458 м/с,, а юліанський рік становить рівно 31 557 600 секунд (365,25*24*60*60), то світловий рік становить рівно 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]

Перші досліди з вимірювання швидкості світла зробив Галілео Галілей 1638 року. Його експеримент полягав у тому, що дослідник спрямовував світло на вершину сусідньої гори, до перебував його помічник. Помічник, побачивши спалах, у свою чергу спрямовував світло назад, до свого колеги, який і вимірював час. Галілей дійшов висновку, що світло долає відстань у кілька кілометрів практично миттєво[3].

До 1676 р. більшість вчених вважали, що світло миттєво долає будь-яку відстань. 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 в 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 астрономічної спільноти остаточно переконалася, що світло має скінчену швидкість. Англійський астроном Джеймс Бредлі опублікував дослідження, яке доводило, що явище аберації світла зумовлено 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 як 10,3 світлових років (поточне значення — 11,36±0,06 світлових років).

Із 1963 до 1984 року для визначення світлового року застосовувався тропічний рік, а не юліанський як нині[4]. Тропічний рік трохи відрізняється від юліанського (≈365,2422 діб проти 365,25), відхилення одного значення від іншого становить близько 0,002%. Але оскільки світловий рік не застосовується для вимірів високої точності, практично різниці між ними 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[5].

Зв'язок з іншими одиницями:

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

Якщо подати світловий рік у масштабі одного міліметра, космічні відстані виглядатимуть так. Найближча до нашої Сонячної системи зоря — Альфа Центавра — перебуватиме на відстані 4,3 міліметра. Чумацький Шлях матиме близько 100 метрів у діаметрі, а відстань до найближчої галактики — Андромеди — становитиме близько 2,5 кілометрів. Весь видимий Всесвіт у такому масштабі вміщуватиметься в земну кулю (трохи більше 13 тис. км у поперечнику).

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. Boyer CB Early Estimates of the Velocity of Light // Isis, 33 (1941) (1). — DOI:10.1086/358523.
  4. P. Kenneth Seidelmann, ed., Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac (Mill Valey, California: University Science Books, 1992) 656. ISBN 0-935702-68-7
  5. «дані телескопа WMAP» (PDF). nasa.gov. Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2008-03-06.