Jēdziens gaismas gads bieži vien ir maldinošs. Jau pati vārda gads esamība ir likusi daudziem šo izteicienu saistīt ar laika vienību. Tomēr tā ir astronomijas jomā izmantotā garuma mērvienība, tāpēc tā vietā, lai teiktu "paņemiet gaismas gadu", cilvēki saka "esiet gaismas gada attālumā".
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim, kas ir gaismas gads, kā tas tiek mērīts, piemēri un daudz kas cits.
Kas ir gaismas gads
Šī koncepcija darbojas kā mērvienība astronomijā, kas nosaka attālumu, ko fotons vai gaismas daļiņa var nobraukt viena gada vakuumā. Skaitliskā izteiksmē, Viens gaismas gads ir vienāds ar 9,46 x 1012 km vai 9.460.730.472.580,8 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX km. Šī vienība tika īpaši izstrādāta, lai izmērītu milzīgus sidereālus attālumus, kas pārsniedz miljardus kilometru. Šiem attālumiem ir nepieciešams īpašs mērs, lai tos izteiktu viegli saprotamā veidā.
Starptautiskā Astronomijas savienība sniedz precīzu gaismas gada definīciju, kas angļu valodā tiek saīsināta kā ly vai ly. Lai to izmērītu, jāņem vērā Jūlija kalendārs (nevis Gregora kalendārs) un gaismas ātrums (aprēķināts ar 299.792.458 XNUMX XNUMX metriem sekundē). Tāpēc gada ilgums, kurā gaisma ceļo attālums kosmosā ir vienāds ar 365,25 dienām, nevis 365,2425 dienām, kā saskaņā ar Gregora kalendāru.
Tāpat kā citas attāluma mērīšanas vienības, šo mērījumu var paplašināt līdz lielākiem reizinājumiem, pievienojot skaitliskajai vērtībai prefiksu. Piemēram, 1.000 gaismas gadu attālumu var izteikt kā kilogaismas gadu jeb kly, savukārt attālumu 1.000.000 XNUMX gaismas gadu var izteikt kā mega gaismas gadu jeb gly.
Jēdziena izcelsme
61. gadsimta vidū Frīdrihs Besels, vācu astronoms un matemātiķis, ieviesa gaismas gada jēdzienu kā mērvienību. Besela revolucionārais sasniegums bija precīzs attāluma aprēķins no Zemes līdz zvaigznei, kas nav Saule, īpaši zvaigznei XNUMX Cygni, kas atrodas Cygnus zvaigznājā. Šis attālums bija pārsteidzošs 98.734.594.662 61.350.985.287,1 XNUMX XNUMX kilometri jeb XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX jūdzes, Tie bija diezgan grūti apstrādājami skaitļi. Lai apietu šo problēmu, Besels izvēlējās izteikt šo attālumu ar laiku, kas nepieciešams, lai gaisma nobrauktu šo attālumu, kas ir aptuveni 10,3 gadi.
Laikā, kad Besels strādāja, gaismas ātrums vēl nebija precīzi noteikts, tāpēc viņš izvairījās izmantot terminu "gaismas gads" savos aprēķinos. Vācu populārzinātniskais rakstnieks Otto Ūle 1851. gadā ieviesa jēdzienu "gaismas gads" un ierosināja to lietot līdzīgi kā "marta stundu".
Sākotnēji Vācijas akadēmija šo mērvienību uzskatīja par astronomisku vienību, lai gan daži, piemēram, Lielbritānijas astrofiziķis Artūrs Edingtons, viņi bija pret tā pieņemšanu, uzskatot to par apgrūtinošu, nepraktisku un labāk piemērotu populārzinātnei.
Gaismas gados mērīto attālumu piemēri
Mērot gaismas gados, noteikti telpiskie attālumi kļūst īpaši nozīmīgi. Apskatīsim dažus no reprezentatīvākajiem piemēriem, kuros zinātnieki izmanto šo mērvienību:
- Piena ceļš, mūsu pašu galaktikas, diametrs ir aptuveni 150.000 240.000 gaismas gadu. Salīdzinājumam, Andromedas, tai blakus esošās galaktikas, diametrs ir aptuveni 2.500.000 XNUMX gaismas gadu. Abas galaktikas šķir XNUMX XNUMX XNUMX gaismas gadu attālums.
- Pie ārējās malas Mūsu Saules sistēma atrodas Oortas mākonī., un attālums starp šo mākoni un Sauli ir aptuveni 1 gaismas gads.
- Proksima Kentauri, Saulei tuvākā zvaigzne, tā atrodas 4,22 gaismas gadu attālumā.
- Piena ceļam vistuvāk esošo pundurgalaktiku Canis Major no tās šķir 25.000 XNUMX gaismas gadu attālums.
- Vietējā galaktiku grupa, tostarp Piena ceļš, Tiek lēsts, ka tā diametrs ir 10.000.000 XNUMX XNUMX gaismas gadu.
- Jaunavas superkopas, kas ietver lokālo galaktiku grupu, aptuvenais diametrs ir 200 000 000 gaismas gadu.
- Zivju-Cetus superkopu komplekss, kurā ietilpst Jaunavas superkopa, tiek lēsts, ka diametrs ir 1.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX gaismas gadu.
- La Hercules-Corona Borealis lielais mūris, lielākās novērojamās astronomiskās struktūras Visumā, aptuvenais diametrs ir vairāk nekā 10.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX gaismas gadu.
Citas astronomiskās mērvienības
Bez šīs labi zināmās astronomiskās mērvienības ir arī citas mērvienības, kuras izmanto, lai attēlotu lielos attālumus starp debess ķermeņiem un kosmosa veidojumiem. Vairākas no šīm vienībām ir iegūtas no gaismas gada, tostarp gaismas mēnesis, gaismas diena, gaismas stunda, gaismas minūte un gaismas sekunde. Šīs vienības darbojas pēc tāda paša principa, un tās bieži izmanto populārzinātnē, telekomunikācijās un relativistiskajā fizikā.
Astronomijas speciālisti dod priekšroku tādu astronomisko vienību izmantošanai, kuru garums pārsniedz vienu gaismas gadu. Šādu vienību piemēri ir:
- Nosaukts pēc angļu valodas vienas loka sekundes paralakses, Parseks (pc) ir mērvienība, kas līdzvērtīga 3,2616 gaismas gadiem.
- Aprēķinot vidējo attālumu starp Zemi un Sauli, zinātnieki konstatēja astronomiskā vienība (AU) ir līdzvērtīga 8 gaismas minūtēm.
Astronomijas studenti mēdz dot priekšroku astronomiskajai vienībai kā vēlamajai mērvienībai tās relatīvi fiksētās vērtības dēļ, ko var izteikt vienkāršākos terminos. No otras puses, gaismas gada vērtība ir atkarīga no konteksta apsvērumiem, piemēram, vai mērījums tiek veikts vakuumā, vai tiek izmantots Jūlija vai Gregora kalendārs.
Gaismas gads ir mazāk precīza un sarežģītāka mērvienība nekā citas. tomēr tā priekšrocība ir tā, ka tā ļoti apraksta lielos attālumus starp debess objektiem. Tas ir tāpēc, ka gaisma, kas ir ātrākā vienība Visumā, tiek izmantota kā atskaites punkts šo attālumu mērīšanai.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par to, kas ir gaismas gads un kā tas tiek mērīts.
