Световой год
Расстояние, которое свет проходит за один год

Световой год
Карта, показывающая звезды и звездные системы, расположенные в радиусе 12,5 световых лет от Солнца [1]
Общая информация
Система единицастрономические единицы
Единица измерениядлина
Символly [2]
Конверсии
1 сл [2] в ...... равно ...
   метрические ( СИ ) единицы   
   имперские и американские единицы   
   астрономические единицы   

Световой год , также называемый световым годом ( ly или lyr [3] ), — это единица длины, используемая для выражения астрономических расстояний и равная в точности9 460 730 472 580 .8 км , что составляет приблизительно 5,88 триллиона миль. Согласно определению Международного астрономического союза (МАС), световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 дня). [2] Несмотря на включение слова «год», этот термин не следует неправильно толковать как единицу времени . [4]

Световой год чаще всего используется при выражении расстояний до звезд и других расстояний в галактическом масштабе, особенно в неспециализированных контекстах и ​​научно-популярных публикациях. [4] Единица, наиболее часто используемая в профессиональной астрономии, — парсек (символ: пк, около 3,26 светового года). [2]

Определения

Согласно определению Международного астрономического союза (МАС), световой год является произведением юлианского года [примечание 1] (365,25 дня, в отличие от григорианского года продолжительностью 365,2425 дня или тропического года продолжительностью 365,24219 дня , которые оба приблизительно равны) и скорости света (299 792 458  м/с ). [примечание 2] Оба эти значения включены в Систему астрономических констант МАС (1976) , используемую с 1984 года. [6] Из этого можно вывести следующие преобразования:

1 световой год  =9 460 730 472 580 800 метров (точно)
≈9.461 петаметров
≈9,461 триллиона ( короткий масштаб ) километров (5,879 триллиона миль)
≈63 241 .077 астрономических единиц
≈0,306 601 парсек

Аббревиатура, используемая Международным астрономическим союзом для обозначения светового года, — «ly» [2] . Международные стандарты, такие как ISO 80000:2006 (теперь замененный), используют «ly» [7] [8], а также часто встречаются локализованные сокращения, такие как «al» во французском, испанском и итальянском языках (от année-lumière , año luz и anno luce соответственно), «Lj» в немецком языке (от Lichtjahr ) и т. д.

До 1984 года тропический год (не юлианский год) и измеренная (не определенная) скорость света были включены в Систему астрономических констант МАС (1964), использовавшуюся с 1968 по 1983 год. [9] Произведение среднего тропического года Саймона Ньюкомба J1900.031 556 925 .9747 эфемеридных секунд и скорость света299 792 .5 км/с произвел световой год9,460 530 × 10 15  м (округленное до семи значащих цифр скорости света), найденное в нескольких современных источниках [10] [11] [12], вероятно, было получено из старого источника, такого как справочник CW Allen 1973 Astrophysical Quantities , [13] , который был обновлен в 2000 году, включая значение IAU (1976), приведенное выше (усеченное до 10 значащих цифр). [14]

Другие высокоточные значения не выводятся из согласованной системы МАС. Значение9,460 536 207 × 10 15  м, встречающееся в некоторых современных источниках [15] [16], является произведением среднего григорианского года (365,2425 дней или31 556 952  с ) и определенная скорость 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.

Сокращения, используемые для световых лет и кратных световым годам величин:

  • «ly» для одного светового года [2]
  • «kly» [18] или «klyr» [19] для килосветового года (1000 световых лет)
  • «Mly» — мегасветовой год (1 000 000 световых лет) [20]
  • «Гли» [21] или «Глир» [22] для гигасветового года (1 000 000 000 световых лет)

История

Единица измерения световой год появилась через несколько лет после первого успешного измерения расстояния до звезды, отличной от Солнца, Фридрихом Бесселем в 1838 году. Звезда была 61 Лебедя , и он использовал 160-миллиметровый (6,2 дюйма) гелиометр, разработанный Йозефом фон Фраунгофером . Самой большой единицей измерения расстояний в пространстве в то время была астрономическая единица , равная радиусу орбиты Земли в 150 миллионов километров (93 миллиона миль). В этих терминах тригонометрические вычисления, основанные на параллаксе 61 Лебедя в 0,314 угловых секунд, показали, что расстояние до звезды составляет 660 000 астрономических единиц (9,9 × 10 13  км; 6,1 × 10 13  миль). Бессель добавил, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть это расстояние. [23] Он осознавал, что его читателям понравится мысленная картина приблизительного времени прохождения света, но он воздержался от использования светового года в качестве единицы. Он мог сопротивляться выражению расстояний в световых годах, потому что это снизило бы точность его данных параллакса из-за умножения на неопределенный параметр скорости света.

Скорость света еще не была точно известна в 1838 году; оценка ее значения изменилась в 1849 году ( Физо ) и 1862 году ( Фуко ). Она еще не считалась фундаментальной константой природы, и распространение света через эфир или пространство все еще оставалось загадкой.

Единица измерения светового года появилась в 1851 году в популярной немецкой астрономической статье Отто Уле. [24] Уле объяснил странность названия единицы измерения расстояния, заканчивающегося на «год», сравнив ее с часом ходьбы ( Wegstunde ).

В популярной немецкой астрономической книге того времени также отмечалось, что световой год — странное название. [25] В 1868 году английский журнал назвал световой год единицей, используемой немцами. [26] Эддингтон назвал световой год неудобной и неактуальной единицей, которая иногда проникала из популярного использования в технические исследования. [27]

Хотя современные астрономы часто предпочитают использовать парсек , световые годы также широко используются для измерения пространств межзвездного и межгалактического пространства.

Использование термина

Расстояния, выраженные в световых годах, включают расстояния между звездами в одной и той же области, например, принадлежащими к одному 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 стена Слоуна, достигают миллиардов световых лет.

Список порядков величин длины
Масштаб (ly)ЦенитьЭлемент
10 −94,04 × 10 −8  световых летОтраженный от поверхности Луны солнечный свет преодолевает расстояние до поверхности Земли за 1,2–1,3 секунды (примерно350 000 до400 000 километров).
10 −61,58 × 10 −5  световых летОдна астрономическая единица (расстояние от Солнца до Земли). Свету требуется примерно 499 секунд (8,32 минуты), чтобы преодолеть это расстояние. [28]
1,27 × 10 −4  световых летЗонд «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  световых летNew Horizons встретится с Плутоном на расстоянии 4,7 миллиарда километров, а сигнал достигнет Земли через 4 часа 25 минут.
10 −32,04 × 10 −3  световых летСамый дальний космический зонд , Вояджер-1 , находился на расстоянии около 18 световых часов (130 а.е., 19,4 млрд км, 12,1 млрд миль) от Земли по состоянию на октябрь 2014 года [обновлять]. [29] Это займет около17 500 лет, чтобы достичь одного светового года при текущей скорости около 17 км/с (38 000  миль/ч , 61 200 км/ч) относительно Солнца. 12 сентября 2013 года ученые НАСА объявили, что 25 августа 2012 года «Вояджер-1» вошел в межзвездную среду космоса, став первым искусственным объектом, покинувшим Солнечную систему . [30]
2,28 × 10 −3  световых летПо состоянию на октябрь 2018 года Voyager 1 находился на расстоянии около 20 световых часов (144 а.е., 21,6 млрд км, 13,4 млрд миль) от Земли.
10 01,6 × 10 0  световых летОблако Оорта имеет диаметр около двух световых лет. Его внутренняя граница, как предполагается, находится на уровне50 000  а.е. ≈ 0,8 световых лет, с внешним краем на100 000  а.е. ≈ 1,6 световых лет.
2,0 × 10 0  световых летПриблизительное максимальное расстояние, на котором объект может вращаться вокруг Солнца ( сфера Хилла / сфера Роша ,125 000  а.е. ). За этим находится глубокая внесолнечная гравитационная межзвездная среда .
4,24 × 10 0  световых летБлижайшая известная звезда (помимо Солнца), Проксима Центавра , находится на расстоянии около 4,24 световых лет. [31] [32]
8,6 × 10 0  световых летСириус , самая яркая звезда ночного неба. В два раза массивнее и в 25 раз ярче Солнца, он затмевает более яркие звезды из-за своей относительной близости.
1,19 × 10 1  световой годТау Кита e , внесолнечный кандидат на обитаемую планету. Масса планеты в 6,6 раз больше массы Земли, она находится в середине обитаемой зоны звезды Тау Кита . [33] [34]
2,05 × 10 1  световой годГлизе 581 — красный карлик с несколькими обнаруживаемыми экзопланетами.
3,1 × 10 2  световых летКанопус , второй по яркости на земном небе после Сириуса, яркий гигант типа A9 В 10 700 раз ярче Солнца.
10 33 × 10 3  световых летA0620-00 , вторая ближайшая известная черная дыра , находится примерно в3000 световых лет от нас.
2,6 × 10 4  световых летЦентр Млечного Пути находится примерно в26 000 световых лет от нас. [35] [36]
1 × 10 5  световых летМлечный Путь составляет около100 000 световых лет в поперечнике.
1,65 × 10 5  световых летR136a1 в Большом Магеллановом Облаке , самая яркая известная звезда, в 8,7 миллионов раз ярче Солнца, имеет видимую звездную величину 12,77, что немного ярче, чем 3C 273 .
10 62,5 × 10 6  световых летГалактика Андромеды находится примерно в 2,5 миллионах световых лет от нас.
3 × 10 6  световых летГалактика Треугольника ( M33 ), расположенная на расстоянии около 3 миллионов световых лет от нас, является самым далеким объектом, видимым невооруженным глазом.
5,9 × 10 7  световых летБлижайшее крупное скопление галактик , скопление Девы , находится на расстоянии около 59 миллионов световых лет.
1,5 × 10 8 –2,5 × 10 8  световых летВеликий Аттрактор находится на расстоянии от 150 до 250 миллионов световых лет (последнее значение является самой последней оценкой).
10 91,2 × 10 9  световых летВеликая стена Слоуна (не путать с Великой стеной и Her–CrB GW ) находится примерно в миллиарде световых лет от нас.
2,4 × 10 9  световых лет3C 273 , оптически самый яркий квазар , видимая величина которого 12,9, чуть тусклее, чем R136a1 . 3C 273 находится на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет.
4,57 × 10 10  световых летСопутствующее расстояние от Земли до края видимой Вселенной составляет около 45,7 миллиардов световых лет в любом направлении; это сопутствующий радиус наблюдаемой Вселенной . Это больше, чем возраст Вселенной, определяемый космическим фоновым излучением ; см. здесь, чтобы узнать, почему это возможно.

Расстояния между объектами в пределах звездной системы, как правило, составляют малые доли светового года и обычно выражаются в астрономических единицах . Однако меньшие единицы длины могут быть также образованы с пользой путем умножения единиц времени на скорость света. Например, световая секунда , полезная в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике, равна в точности299 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, примерно одна двенадцатая светового года, также иногда используется для приблизительных измерений. [37] [38] Планетарий Хейдена определяет световой месяц более точно, как 30 дней времени прохождения света. [39]

Свет проходит расстояние примерно в один фут за наносекунду ; термин «световой фут» иногда используется как неформальная мера времени. [40]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Один юлианский год составляет ровно 365,25 дней (или31 557 600  с на основе дня ровно86 400 секунд СИ ) [5]
  2. ^ Скорость света точно равна299 792 458  м/с по определению метра.

Ссылки

  1. ^ «Вселенная в пределах 12,5 световых лет – Ближайшие звезды». www.atlasoftheuniverse.com . Получено 2 апреля 2022 г. .
  2. ^ abcde Международный астрономический союз, Измерение Вселенной: МАС и астрономические единицы , получено 10 ноября 2013 г.
  3. ^ Mutel, RL; Aller, HD; Phillips, RB (1981). «Миллиарксекундная структура BL Lac во время вспышки». Nature . 294 (5838): 236–238. Bibcode :1981Natur.294..236M. doi :10.1038/294236a0.
  4. ^ ab Брюс МакКлур (31 июля 2018 г.). «Как далеко находится световой год?». EarthSky . Получено 15 октября 2019 г. .
  5. ↑ Рекомендации МАС относительно единиц, архивировано с оригинала 16 февраля 2007 г.
  6. ^ «Избранные астрономические константы, заархивированные 26 июля 2014 г. на Wayback Machine » в Astronomical Almanac , стр. 6.
  7. ^ ISO 80000-3:2006 Величины и единицы – Пространство и время
  8. ^ IEEE/ASTM SI 10-2010, Американский национальный стандарт метрической практики
  9. ^ П. Кеннет Зайдельман, ред. (1992), Пояснительное приложение к Астрономическому альманаху, Милл-Вэлли, Калифорния: University Science Books, стр. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
  10. ^ Основные константы, Sierra College
  11. ↑ Марк Соваж, Таблица астрономических констант, архивировано из оригинала 11 декабря 2008 г.
  12. ^ Роберт А. Браеуниг, Основные константы
  13. ^ CW Allen (1973), Астрофизические величины (третье изд.), Лондон: Athlone, стр. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
  14. ^ Артур Н. Кокс, ред. (2000), Астрофизические величины Аллена (четвертое изд.), Нью-Йорк: Springer-Valeg, стр. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
  15. ^ Ник Штробель, Астрономические константы
  16. ^ KEK B, Astronomical Constants, архивировано из оригинала 9 сентября 2007 г. , извлечено 5 ноября 2008 г.
  17. ^ Томас Сиртес (1997), Прикладной размерный анализ и моделирование, Нью-Йорк: McGraw-Hill, стр. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
  18. ^ Коминс, Нил Ф. (2013), Discovering the Essential Universe (пятое изд.), WH Freeman, стр. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
  19. ^ Виолле 1994
  20. ^ Хассани, Садри (2010), От атомов к галактикам, CRC Press, стр. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
  21. ^ Деза, Мишель Мари; Деза, Елена (2016), Энциклопедия расстояний (четвертое издание), Springer, стр. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
  22. ^ Санчес и др. 2022
  23. ↑ 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 это расстояние.
  24. ^ Уле, Отто (1851). «Был в ден Штернен лесен». Немецкий музей: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben . 1 : 721–738.
  25. ^ Дистервег, Адольф Вильгельм (1855). Популярные Himmelskunde u. астрономическая география. п. 250.
  26. ↑ Студент и интеллектуальный обозреватель науки, литературы и искусства. Том 1. Лондон: Groombridge and Sons. 1868. С. 240.
  27. ^ "Звездные движения и структура Вселенной" . Получено 1 ноября 2014 г. .
  28. ^ "Глава 1, Таблица 1-1", Конвенции IERS (2003)
  29. ^ ГДЕ ПУТЕШЕСТВЕННИКИ? , получено 14 октября 2014 г.
  30. ^ NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space , получено 14 октября 2014 г.
  31. ^ NASA , Космические шкалы расстояний – Ближайшая звезда
  32. ^ "Проксима Центавра (Глизе 551)", Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов
  33. ^ "Ближайшие к одиночной звезде типа Солнца планеты Тау Кита". BBC News . 19 декабря 2012 г. Получено 1 ноября 2014 г.
  34. ^ Туоми, Микко; Джонс, Хью РА; 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, встроенные в шум радиальной скорости: периодические вариации скоростей τ Ceti" (PDF) . Астрономия и астрофизика . 551 : A79. arXiv : 1212.4277 . Bibcode :2013A&A...551A..79T. дои : 10.1051/0004-6361/201220509. S2CID  2390534.
  35. ^ Эйзенхауэр, Ф.; Шдель, Р.; Генцель, Р.; Отт, Т.; Теца, М.; Абутер, Р.; Эккарт, А.; Александер, Т. (2003), "Геометрическое определение расстояния до центра Галактики", The Astrophysical Journal , 597 (2): L121, arXiv : astro-ph/0306220 , Bibcode : 2003ApJ...597L.121E, doi : 10.1086/380188, S2CID  16425333
  36. ^ Макнамара, Д. Х.; Мэдсен, Дж. Б.; Барнс, Дж.; Эриксен, Б. Ф. (2000), «Расстояние до Галактического центра», Публикации астрономического общества Тихого океана , 112 (768): 202, Bibcode : 2000PASP..112..202M, doi : 10.1086/316512
  37. ^ 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.
  38. ^ Junor, W.; Biretta, JA (1994), "Внутренний световой месяц струи M87", в Zensus, J. Anton; Kellermann; Kenneth I. (ред.), Компактные внегалактические радиоисточники, Труды семинара NRAO, состоявшегося в Сокорро, Нью-Мексико, 11–12 февраля 1994 г. , Грин-Бэнк, Западная Вирджиния: Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), стр. 97, Bibcode : 1994cers.conf...97J
  39. ^ Время и расстояние распространения света. Планетарий Хейдена. Доступно в октябре 2010 г.
  40. ^ Дэвид Мермин (2009). Время пришло: понимание теории относительности Эйнштейна. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press. стр. 22. ISBN 978-0-691-14127-5.
Послушайте эту статью ( 2 минуты )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 27 июня 2005 года и не отражает последующие правки. ( 2005-06-27 )
( Аудиопомощь  · Больше устных статей )
  • Словарное определение термина световой год в Викисловаре
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Световой год&oldid=1251878012"