26 valovuotta. Kuinka pitkä on valovuosi avaruudessa

NASA ilmoitti 22. helmikuuta 2017, että yhden tähden TRAPPIST-1:n ympäriltä on löydetty 7 eksoplaneettaa. Kolme niistä on sellaisilla etäisyyksillä tähdestä, jossa planeetalla voi olla nestemäistä vettä, ja vesi on elämän avainedellytys. On myös raportoitu, että tämä tähtijärjestelmä sijaitsee 40 valovuoden etäisyydellä Maasta.

Tämä viesti aiheutti paljon melua mediassa, joistakin jopa tuntui, että ihmiskunta oli askeleen päässä uusien siirtokuntien rakentamisesta uuden tähden lähelle, mutta näin ei ole. Mutta 40 valovuotta on paljon, se on PALJON, se on liian monta kilometriä, eli tämä on hirvittävän kolossaali etäisyys!

Fysiikan kurssista tunnetaan kolmas kosminen nopeus - tämä on nopeus, joka keholla on oltava maan pinnalla, jotta se pääsee yli aurinkokunta. Tämän nopeuden arvo on 16,65 km/s. perinteinen orbitaali avaruusaluksia alkaa nopeudella 7,9 km/s ja kiertää maata. Periaatteessa nopeus 16-20 km/s on melko edullinen nykyaikaisille maallisille teknologioille, mutta ei sen enempää!

Ihmiskunta ei ole vielä oppinut kiihdyttämään avaruusaluksia nopeammin kuin 20 km/s.

Lasketaan kuinka monta vuotta kestää, että 20 km/s nopeudella lentävä tähti-alus ylittää 40 valovuotta ja saavuttaa tähden TRAPPIST-1.
Yksi valovuosi on etäisyys, jonka valonsäde kulkee tyhjiössä ja valon nopeus on noin 300 000 km/s.

Ihmisen valmistama avaruusalus lentää 20 km/s nopeudella eli 15 000 kertaa hitaampi nopeus Sveta. Sellainen alus voittaa 40 valovuotta ajassa, joka on 40*15000=600000 vuotta!

Maa-alus (nykyisellä tekniikan tasolla) lentää tähdelle TRAPPIST-1 noin 600 tuhannen vuoden kuluttua! Homo sapiens on olemassa maan päällä (tutkijoiden mukaan) vain 35-40 tuhatta vuotta ja täällä jopa 600 tuhatta vuotta!

Lähitulevaisuudessa teknologia ei salli ihmisen saavuttaa tähti TRAPPIST-1. Jopa lupaavien moottoreiden (ioni, fotoni, avaruuspurjeet jne.), jotka eivät ole maallisessa todellisuudessa, voidaan arvioida kiihdyttävän laivan nopeuteen 10 000 km/s, mikä tarkoittaa, että lentoaika TRAPPIST-1-järjestelmään lyhennetään 120 vuoteen. Tämä on jo enemmän tai vähemmän hyväksyttävä aika lentää keskeytetyn animaation avulla tai useiden sukupolvien siirtolaisille, mutta nykyään kaikki nämä moottorit ovat fantastisia.

Jopa lähimmät tähdet ovat liian kaukana ihmisistä, liian kaukana, galaksimme tai muiden galaksiemme tähdistä puhumattakaan.

Linnunrata-galaksimme halkaisija on noin 100 tuhatta valovuotta, eli nykyaikaisen maallisen aluksen polku päästä päähän on 1,5 miljardia vuotta! Tieteen mukaan maapallomme on 4,5 miljardia vuotta vanha ja monisoluinen elämä noin 2 miljardia vuotta vanha. Etäisyys meitä lähimpään galaksiin - Andromeda-sumuon - on 2,5 miljoonan valovuoden päässä Maasta - mitkä hirvittävät etäisyydet!

Kuten näette, kaikista nykyään elävistä ihmisistä kukaan ei koskaan astu jalkansa planeetan maan päälle lähelle toista tähteä.

Valtavia ulkoavaruksia on erittäin vaikea laskea kilometreinä tai maileina. Tutkijat ajattelivat löytää muita yksiköitä suurten etäisyyksien mittaamiseen. Tieteiselokuvien ja kirjojen fanit kuulevat usein valovuodesta. Mutta kaikki eivät voi selittää, mitä nämä sanat tarkoittavat. Jotkut eivät näe sen eroa tavalliseen maalliseen.

Tämä arvo on suosittu kosmisen etäisyyden mittayksikkö. Kun määrität sitä, käytä:

• valonnopeus,
• sekuntien määrä vastaa 365 päivää.

Tärkeä ehto tällaiselle laskennalle on se, että gravitaatiokentät eivät vaikuta valoon. Tämä vaatimus täytetään tyhjiöllä. Siinä minkä tahansa sähkömagneettisen säteen etenemisnopeus pysyy vakiona.

1600-luvulla tiedemiehet yrittivät määrittää valonnopeus. Aikaisemmin tähtitieteilijät olettivat, että säteet kulkevat avaruuden läpi välittömästi. Galileo Galilei epäili tätä. Hän asetti tavoitteeksi laskea aika, joka kuluu valonsäteen kulkemiseen tietyn matkan, joka vastaa kahdeksan kilometriä. Mutta hänen kokeilunsa epäonnistuivat. Myös tanskalaisen tiedemiehen O. Römerin tutkimus epäonnistui. Hän havaitsi väliaikaisen eron muiden planeettojen satelliittien pimennyksissä maan sijainnista riippuen. Kun se on kauempana toisesta avaruusobjektista, valonsäteet tarvitsevat enemmän aikaa päästäkseen maan pinnalle. Hän ei pystynyt laskemaan heidän nopeuttaan.

Englantilainen James Bradley laski likimääräisen valon nopeuden ensimmäistä kertaa 1700-luvulla. Tämä tähtitieteilijä asetti sen arvoksi 301 000 km/s. Viime vuosisadalla tutkijat pystyivät laskemaan tarkasti säteen nopeuden Maxwellin sähkömagnetismiteorian avulla. Tutkimukset tehtiin uusimmilla lasertekniikoilla ottaen huomioon niiden taitekertoimet. Valon laskennallinen nopeus oli 299 792 kilometriä 458 metriä sekunnissa. Tämä auttoi määrittämään sopivan mittayksikön ulkoavaruudelle.

Mikä on 1 valovuosi kilometreissä

Laskelman perustaksi otettiin 365 päivää. Jos lasket päivittäisen arvon sekunneissa, saat 86 400 sekuntia. Ja kaikkina näinä päivinä heidän lukumääränsä on 31 557 600.

Laskemme kuinka kauas valonsäde kulkee sekunnissa. Kun tämä arvo kerrotaan 31 557 600:lla, saadaan hieman yli 9,4 biljoonaa. Se on valovuosi kilometreissä mitattuna. Juuri tämän matkan valonsäde kulkee 365 päivässä tyhjiössä. Hän tekee sellaisen polun, lentää maan kiertoradalla ilman gravitaatiokenttien vaikutusta.

Esimerkkejä tällä tavalla lasketuista etäisyyksistä

• Valon säde kattaa etäisyyden Maasta Kuuhun 1 minuutissa 3 sekunnissa;
• 100 000 sellaisessa vuodessa voimme määrittää galaktisen levymme halkaisijan;
• Etäisyys valotunteina Auringosta Plutoon on 5,25 tuntia;
• Maasta tuleva säde saavuttaa Andromedan galaksin 2 500 000 valovuoden kuluttua ja tähden Proxima Centauriin vain neljässä;
• Auringonvalo saavuttaa planeettamme 8,20 minuutissa;
• Galaksimme keskus sijaitsee 26 tuhannen valovuoden etäisyydellä Auringosta;
• Neitsytjoukko sijaitsee 58 000 tuhannen samanlaisen vuoden etäisyydellä planeetastamme;
• Kymmeninä miljoonina tällaisina vuosina galaksijoukkojen halkaisija mitataan;
• Suurin mitattu etäisyys Maasta näkyvän maailmankaikkeuden reunaan oli 45 miljardia valovuotta.

Miksi hän on niin tärkeä

Laskettu valonnopeus antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden määrittää planeettojen, tähtien ja galaksien välinen etäisyys. Kävi selväksi, että tähden säteilemä valo ei saavuta maapalloa salaman nopeudella. Tarkkailemalla avaruusobjekteja taivaalla näemme menneisyyden. Satoja vuosia sitten tapahtuneen kaukaisen planeetan räjähdyksen tutkijat tallentavat vasta tänään.

Universumissamme laskelmien käyttö tässä mittayksikössä on kätevää. Tunteja, viikkoja tai kuukausia käytetään harvemmin. Kun määritetään etäisyys kaukaisiin avaruuskohteisiin, tuloksena oleva arvo on valtava. Tällaisten arvojen käyttäminen matemaattisissa laskelmissa on vaikeaa ja epäkäytännöllistä. Tiedemiehet ottivat tämän huomioon, ja suurten etäisyyksien tähtitieteellisiin laskelmiin he käyttävät eri mittayksikköä - parsekia. Monimutkaisille matemaattisille laskelmille se on hyväksyttävämpää. Valovuosi on yhtä kuin kolmasosa parsekista.

Valovuosien suhde maan vuosiin

Mittaamme usein etäisyyttä elämässämme: töihin, lähimpään kauppaan, toiseen kaupunkiin. Me vertaamme eri kokoja yhdessä. Tämä auttaa ymmärtämään eron. Valovuosien ja maan vuosien käsitteet näyttävät monien olevan samanlaisia, elleivät samoja. Niitä halutaan vertailla. Tässä sinun on ensin valittava, mitä tarkoittaa maan vuosi. Voit määrittää sen matkaksi, jonka planeettamme kulkee 365 päivässä. Näillä parametreilla yksi valon kaltainen jakso on 63 tuhatta maavuotta.

Jos maa lasketaan päivinä, sitä pidetään aikayksikkönä. Valo osoittaa etäisyyttä. Ja tällaisten arvojen vertailu on turhaa. Tässä tapauksessa kysymykseen ei ole vastausta.

Video

Tämä video auttaa sinua ymmärtämään, mikä valovuosi on.

Etkö saanut vastausta kysymykseesi? Ehdota aihetta kirjoittajille.

Ymmärtääksesi "valovuoden" käsitteen merkityksen, sinun on ensin muistettava koulun fysiikan kurssi, erityisesti valon nopeutta käsittelevä osio. Joten valon nopeus tyhjiössä, jossa siihen eivät vaikuta erilaiset tekijät, kuten gravitaatio- ja magneettikentät, suspendoituneet hiukkaset, läpinäkyvän väliaineen taittuminen ja niin edelleen, on 299 792,5 kilometriä sekunnissa. On ymmärrettävä, että tässä tapauksessa valo tarkoittaa havaittua ihmisen näkemys.

Vähemmän tunnetut etäisyysyksiköt ovat valokuukausi, viikko, päivä, tunti, minuutti ja sekunti.

Riittävän pitkää valoa pidettiin äärettömänä suurena, ja ensimmäinen henkilö, joka laski valonsäteiden likimääräisen nopeuden tyhjiössä, oli tähtitieteilijä Olaf Roemer 1600-luvun puolivälissä. Tietysti hänen tiedot olivat hyvin likimääräisiä, mutta itse nopeuden lopullisen arvon määrittäminen on tärkeää. Vuonna 1970 valon nopeus määritettiin metrin tarkkuudella. Tarkempia tuloksia ei ole toistaiseksi saatu, koska mittarin standardin virheessä oli ongelmia.

Valovuosi ja muut etäisyydet

Koska etäisyydet ovat valtavia, niiden mittaaminen tavanomaisissa yksiköissä olisi järjetöntä ja hankalaa. Näiden näkökohtien perusteella otettiin käyttöön erityinen valovuosi, eli matka, jonka valo kulkee ns. Juliaanisessa vuodessa (vastaa 365,25 päivää). Kun otetaan huomioon, että jokainen päivä sisältää 86 400 sekuntia, voidaan laskea, että valonsäde kattaa vuodessa useita yli 9,4 kilometriä. Tämä arvo vaikuttaa valtavalta, mutta esimerkiksi etäisyys maapalloa lähimpään tähteen Proxima Centauriin on 4,2 vuotta ja Linnunradan galaksin halkaisija ylittää 100 000 valovuotta, eli ne visuaaliset havainnot, joita voidaan tehdä näytä nyt kuva, joka oli olemassa noin satoja tuhansia vuosia sitten.

Valosäde kattaa etäisyyden Maasta Kuuhun noin sekunnissa, mutta auringonvalo saavuttaa planeettamme yli kahdeksan minuutin ajan.

Ammattimaisessa astrofysiikassa valovuoden käsitettä käytetään harvoin. Tiedemiehet käyttävät pääasiassa yksiköitä, kuten parsec ja tähtitieteellistä yksikköä. Parsek on etäisyys kuvitteelliseen pisteeseen, josta Maan kiertoradan säde nähdään yhden kaarisekunnin (1/3600 asteen) kulmassa. Keskimääräistä kiertoradan sädettä, eli etäisyyttä maasta aurinkoon, kutsutaan tähtitieteelliseksi yksiköksi. Parsek on noin 3 valovuotta tai 30,8 biljoonaa kilometriä. Tähtitieteellinen yksikkö on noin 149,6 miljoonaa kilometriä.

Omaa planeettaansa tutkiessaan ihmiset ovat satojen vuosien ajan keksineet yhä uusia järjestelmiä etäisyyssegmenttien mittaamiseen. Lopulta päätettiin harkita universaali yksikkö yksi metri pitkä ja iso tapa kilometreissä mitattuna.

Mutta 1900-luku on asettunut ihmiskunnan eteen uusi ongelma. Ihmiset alkoivat tutkia huolellisesti avaruutta - ja kävi ilmi, että maailmankaikkeuden avaruudet ovat niin laajoja, että kilometrit eivät yksinkertaisesti sovi tänne. Tutuilla yksiköillä voit silti ilmaista etäisyyden Maasta Kuuhun tai Maasta Marsiin. Mutta jos yrität määrittää, kuinka monta kilometriä lähin tähti on planeetaltamme, luku "hankii" käsittämättömän määrän desimaaleja.

Mitä on 1 valovuosi?

Kävi selväksi, että avaruuden tilojen tutkimiseen tarvittiin uusi mittayksikkö – ja siitä tuli valovuosi. Valo kulkee 300 000 kilometriä sekunnissa. Valovuosi - tämä on matka, jonka valo kulkee tasan vuodessa - ja tutumman numerojärjestelmän mukaan tämä matka on 9 460 730 472 580,8 kilometriä. On selvää, että lakonisen "yhden valovuoden" käyttäminen on paljon kätevämpää kuin tämän valtavan luvun käyttäminen joka kerta laskelmissa.

Kaikista tähdistä Proxima Centauri on lähinnä meitä - se on "vain" 4,22 valovuoden päässä. Kilometreissä mitattuna luku on tietysti käsittämättömän suuri. Kaikki on kuitenkin tiedossa verrattuna - ottaen huomioon, että lähin galaksi nimeltä Andromeda on jopa 2,5 miljoonan valovuoden päässä Linnunradalta, edellä mainittu tähti alkaa todella tuntua hyvin läheiseltä naapurilta.

Muuten, valovuosien käyttö auttaa tutkijoita ymmärtämään, mistä maailmankaikkeuden nurkista on järkevää etsiä älyllistä elämää ja missä on täysin hyödytöntä lähettää radiosignaaleja. Loppujen lopuksi radiosignaalin nopeus on samanlainen kuin valon nopeus - vastaavasti kaukaiseen galaksiin lähetetty tervehdys saavuttaa tavoitteensa vasta miljoonien vuosien kuluttua. On viisaampaa odottaa vastausta läheisiltä "naapurilta" - esineiltä, ​​joiden hypoteettiset vastesignaalit saavuttavat maanpäälliset ajoneuvot ainakin ihmisen elämän aikana.

1 valovuosi on kuinka monta maavuotta?

On laajalle levinnyt väärinkäsitys, että valovuosi on ajan yksikkö. Itse asiassa se ei ole. Termillä ei ole mitään tekemistä sen kanssa maan vuotta, ei korreloi niiden kanssa millään tavalla ja tarkoittaa vain matkaa, jonka valo kulkee yhden maan vuoden aikana.

Elämme mitä tahansa elämäntapaa, mitä tahansa teemme, tavalla tai toisella, käytämme joitain mittayksiköitä päivittäin. Pyydämme lasillisen vettä, lämmitämme oman aamiaisemme tiettyyn lämpötilaan, arvioimme visuaalisesti, kuinka pitkä matka lähimpään postiin on käveltävä, sovimme tapaamisen tiettyyn aikaan jne. Kaikki nämä toimet vaativat

Ei vain laskelmia, vaan myös tiettyjen numeeristen kategorioiden mittaus: etäisyys, määrä, paino, aika ja niin edelleen. Meidän Jokapäiväinen elämä käytämme numeroita säännöllisesti. Ja näihin numeroihin on jo pitkään totuttu, ikään kuin jonkinlaisiin työkaluihin. Mutta mitä tapahtuu, kun pääsemme pois jokapäiväiseltä mukavuusalueeltamme ja kohtaamme epätavallisen numeerisia arvoja? Tässä artikkelissa puhumme maailmankaikkeuden fantastisista hahmoista.

universaaleja avoimia tiloja

Vielä yllättävämpää on tilanne kosmisten etäisyyksien kanssa. Olemme varsin tietoisia kilometreistä naapurikaupunkiin ja jopa Moskovasta New Yorkiin. Mutta on vaikea kuvitella etäisyyksiä visuaalisesti, kun on kyse tähtijoukkojen mittakaavasta. Nyt tarvitsemme niin sanotun valovuoden. Loppujen lopuksi jopa naapuritähtien väliset etäisyydet ovat erittäin suuria, ja niiden mittaaminen kilometreissä tai maileissa on yksinkertaisesti irrationaalista. Ja tässä pointti ei ole vain valtavien tuloksena olevien lukujen havaitsemisen vaikeudessa, vaan myös niiden nollien lukumäärässä. Ongelmana tulee numeron kirjoittaminen. Esimerkiksi etäisyys Maasta Marsiin lähimmän lähestymisen aikana on 55,7 miljoonaa kilometriä. Arvo, jossa on kuusi nollaa. Mutta Mars on yksi lähimmistä avaruusnaapureistamme! Etäisyys lähimpään tähteen aurinkoa lukuun ottamatta on miljoonia kertoja suurempi. Ja sitten, jos mittaamme sen kilometreissä tai maileissa, tähtitieteilijöiden täytyisi käyttää tuntikausia ajastaan ​​vain näiden jättimäisten määrien tallentamiseen. Valovuosi ratkaisi tämän ongelman. Tie ulos oli varsin nerokas.

Mikä on valovuosi?

Sen sijaan, että keksittäisiin uusi mittayksikkö, joka on pienemmän kertaluvun yksiköiden summa (kuten millimetreillä, sentteillä, metreillä, kilometreillä), päätettiin sitoa etäisyys aikaan. Itse asiassa se, että aika on myös fyysinen kenttä, joka vaikuttaa tapahtumiin, on enemmän

lisäksi, että se on yhdistetty ja muunnettavissa avaruuden kanssa, löysi Albert Einstein ja todisti suhteellisuusteoriallaan. Valon nopeudesta on tullut vakionopeus. Ja tietyn etäisyyden valonsäteen kulkeminen aikayksikköä kohti antoi uusia fyysisiä tilasuureita: valosekunti, valominuutti, valopäivä, valokuukausi, valovuosi. Esimerkiksi sekunnissa valonsäde (avaruusolosuhteissa - tyhjiö) kulkee noin 300 tuhannen kilometrin matkan. On helppo laskea, että yksi valovuosi on noin 9,46 * 10 15 . Joten etäisyys Maasta lähimpään kosmiseen kappaleeseen, Kuuhun, on hieman enemmän kuin yksi valosekunti, Auringosta - noin kahdeksan valominuuttia. Aurinkokunnan syrjäiset kappaleet kiertävät nykyaikaisten käsitteiden mukaan yhden valovuoden etäisyydellä. Seuraava meitä lähin tähti, tai pikemminkin kaksoistähtijärjestelmä, Alfa ja Proxima Centauri, on niin kaukana, että jopa niiden valo saavuttaa kaukoputkemme vasta neljä vuotta sen alkamisen jälkeen. Ja loppujen lopuksi nämä ovat edelleen meitä lähimpänä olevia taivaankappaleita. Linnunradan toisesta päästä tuleva valo saavuttaa meidät yli satatuhatta vuotta.