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1光年は地球年に等しい。星までの距離はどのように測定され、光年とは何ですか? 光年 - 地球年は何年ですか?

確かに、SF アクション映画で「タトゥイーンまで 20 歳」のような表現を聞いたことがあるでしょう。光年」と、多くの人が正当な質問をしました。そのうちのいくつかについて説明します。

一年って時間じゃないの？

それは何ですか光年?

何キロですか？

克服するにはどれくらいかかりますか光年宇宙船と地球?

今日の記事は、この測定単位の意味を説明し、通常のキロメートルと比較し、その単位が使用するスケールを示すことに専念することにしました。宇宙.

バーチャルレーサー。

すべての規則に違反して、時速 250 km の速度で高速道路を突進している人を想像してみましょう。 2 時間で 500 km、4 時間で 1,000 km を走行します。もちろん、途中でクラッシュしない限り...

これがスピードだと思われます！しかし、地球を一周（約 40,000 km）するには、私たちのレーサーは 40 倍の時間を必要とします。そして、これはすでに 4 x 40 = 160 時間になります。または、ほぼ丸一週間連続運転することもできます。

しかし、最終的には彼が4000万メートルを走破したとは言えません。なぜなら、怠惰のせいで、私たちは常に短い代替測定単位を発明して使用することを余儀なくされてきたからです。

限界。

学校の物理学の授業で誰もが知っているはずですが、世界最速のライダーは宇宙- ライト。そのビームは 1 秒間に約 300,000 km の距離をカバーするため、0.134 秒で地球を一周することになります。これは、仮想レーサーよりも 4,298,507 倍速いです。

から地球前に月光は平均 1.25 秒で到達し、太陽そのビームは 8 分強で到達します。

すごいですね。しかし、光速を超える速度の存在はまだ証明されていません。したがって、科学界は、電波 (特に光) が一定の時間間隔で伝わる単位で宇宙スケールを測定することが論理的であると判断しました。

距離。

したがって、光年- 光線が 1 年で進む距離に他なりません。星間スケールでは、これより小さい距離単位を使用することはあまり意味がありません。それでも彼らはそこにいます。おおよその値は次のとおりです。

1光秒 ≈ 300,000 km。

1光分 ≈ 18,000,000 km。

1 光時 ≈ 10 億 8,000 万 km。

1光日 ≈ 26,000,000,000 km。

1 光週間 ≈ 181,000,000,000 km。

1 光月 ≈ 790,000,000,000 km。

さて、数字がどこから来たのかを理解するために、1 が何に等しいかを計算してみましょう光年.

1年は365日、1日は24時間、1時間は60分、1分は60秒です。したがって、1 年は 365 x 24 x 60 x 60 = 31,536,000 秒で構成されます。光は1秒間に30万km進みます。したがって、1 年でそのビームは 31,536,000 x 300,000 = 9,460,800,000,000 km の距離をカバーすることになります。

この番号は次のようになります。 9兆460億800万キロメートル。

もちろん正確な意味は光年私たちが計算したものとはわずかに異なります。しかし、一般的な科学論文で星までの距離を記述する場合、原則として最高の精度は必要なく、ここでは100万キロメートルや200万キロメートルが特別な役割を果たすことはありません。

さあ、思考実験を続けましょう...

規模。

現代だと仮定しましょう 宇宙船葉 太陽系 3 番目の脱出速度 (約 16.7 km/s)。初め光年彼は18,000年以内にそれを克服するでしょう！

4,36 光年私たちに最も近い恒星系 ( アルファ・ケンタウリ、冒頭の画像参照）約7万8千年で克服されます！

私たちの 天の川銀河、直径約100,000 光年、17億8,000万年後に通過します。

そして私たちに最も近い大きなものへ銀河, 宇宙船 360億年後にのみ到着します...

これらはパイです。しかし、理論的には、宇宙わずか160億年前に誕生しました...

そして最後に...

人は宇宙規模を超えなくても、そのスケールに驚嘆し始めることができます。 太陽系、それ自体が非常に大きいためです。これは、たとえばプロジェクトの作成者によって非常によく明確に実証されました。 もしも月がそうだったらたった1ピクセル (もし月がたった 1 ピクセルだったら): http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html。

これで今日の記事を終わりにしたいと思います。ご質問、ご意見、ご要望を以下のコメント欄に記入していただければ幸いです。

星間の距離は非常に長いため、キロメートルやマイルで測定することは、無限のゼロを繰り返す作業となります。通常の測定系は、1 つの系で距離を指定するために使用されます。たとえば、地球から火星までの最短距離は5,576万キロメートルであると言われています。星の場合はすべてがより複雑になり、ここでは通常、光年とパーセクの概念が使用されます。

天文単位- 天文学で太陽系の天体とそれに最も近い宇宙の天体に対して採用されている測定単位。天文単位は 149,598,100 km (+- ~750 km) に相当します。これは、太陽から地球までの平均距離にほぼ等しいです。現代の観測では、値が毎年 15 cm ずつ徐々に増加していることが記録されており、これは太陽による質量損失の可能性や太陽風の影響によって説明されています。

光年- 光が1年間に移動する距離、メートル単位では9,460,730,472,580,800です。実際、雲のない夜に私たちが見る星の光は、何世紀にもわたって地球に到達し、それらのうちのいくつかは、もはやまったく存在しません。

パーセク「秒角視差」とも呼ばれる、地球の軌道の平均半径 (視線に垂直な方向) が 1 秒角の角度で見える距離です。非常に簡単に言うと、1 パーセク = 3.26 光年です。

興味深いのは、一般的な科学やファンタジー文学では光年の概念を使用するのが通例であり、パーセクは通常専門的な作品や研究でのみ使用されることです。

(銀河 UDFj-39546284 は地球から最も遠い銀河 (地球から 133 億光年) で、ハッブル望遠鏡で撮影された画像では赤い点のように見えます。)

私たちに最も近い星は、地球から 4.37 光年の距離にあるアルファケンタウリです。しかし、最も遠い銀河 (2012 年 12 月現在) は、地球から 133 億光年も離れています。この銀河 (UDFj-39546284 の記号で知られている) の太陽が消えても、人類はすぐにはそれを知りません。

天文学者が宇宙にある遠くの物体までの距離を計算するのになぜ光年を使わないのか知っていますか?

光年は、宇宙空間における距離の非体系的な単位です。天文学に関する人気の書籍や教科書で広く使用されています。ただし、専門的な天体物理学では、この数値が使用されることは非常にまれで、多くの場合、宇宙内の近くの物体までの距離を決定するために使用されます。その理由は簡単です。宇宙の遠方の物体までの距離を光年で求めると、その数が膨大になり、物理的および数学的な計算に使用するのは非現実的で不便になるからです。したがって、専門的な天文学では光年の代わりに、複雑な数学的計算を実行するときに操作するのにはるかに便利な測定単位が使用されます。

用語の定義

「光年」という用語の定義は、どの天文学の教科書にも記載されています。 1 光年は、光線が地球 1 年で進む距離です。このような定義はアマチュアにとっては満足できるかもしれないが、宇宙論者にとっては不完全であると思われるだろう。彼は、1 光年とは単に光が 1 年で進む距離ではなく、光線が磁場の影響を受けずに真空中を 365.25 地球日で進む距離であることに注目します。

1光年は9兆4600億キロメートルに相当します。これはまさに光線が1年で進む距離に相当します。しかし、天文学者はどのようにして光線の経路をこれほど正確に決定したのでしょうか? これについては以下で説明します。

光の速度はどのようにして決定されたのでしょうか?

古代、光は宇宙全体を瞬時に伝わると信じられていました。しかし、17 世紀以降、科学者たちはこれに疑問を抱き始めました。ガリレオは、上記の提案された声明を最初に疑った。光線が 8 km の距離を移動するのにかかる時間を測定しようとしたのは彼でした。しかし、そのような距離は光の速度のような量に対して無視できるほど小さいという事実により、実験は失敗に終わりました。

この問題における最初の大きな変化は、有名なデンマークの天文学者オラフ・レーマーの観察でした。 1676年、彼は宇宙空間における地球からの日食への接近と距離に応じて日食の時間に違いがあることに気づきました。ローマーは、この観察を、地球が遠ざかれば遠ざかるほど、地球から反射された光が地球まで到達するのに長い時間がかかるという事実とうまく結びつけました。

ローマーはこの事実の本質を正確に把握していましたが、光の速度の信頼できる値を計算することはできませんでした。 17 世紀には地球から太陽系の他の惑星までの距離に関する正確なデータが得られなかったため、彼の計算は不正確でした。これらのデータは少し後に決定されました。

研究のさらなる進歩と光年の定義

1728 年、星の収差の影響を発見した英国の天文学者ジェームズブラッドリーは、光のおおよその速度を初めて計算しました。彼はその値を 301,000 km/s と決定しました。しかし、この値は不正確でした。光の速度を計算するためのより高度な方法は、地球上の宇宙体に関係なく生み出されました。

回転ホイールと鏡を使用した真空中の光速度の観察は、それぞれ A. フィゾーと L. フーコーによって行われました。彼らの助けを借りて、物理学者はこの量の実際の値に近づくことができました。

正確な光の速度

科学者が光の正確な速度を決定できたのは、ほんの前世紀になってからです。マクスウェルの電磁気理論に基づいて、最新のレーザー技術と空気中の光線束の屈折率を補正した計算を使用して、科学者は正確な光速度を 299,792.458 km/s と計算することができました。天文学者は今でもこの量を使用しています。日照時間、月、年をさらに決定することは、すでに技術の問題でした。科学者らは単純な計算により、9 兆 4,600 億キロメートルという数字を導き出しました。これはまさに、光線が地球の軌道の長さを移動するのにかかる時間です。

宇宙の距離を通常のメートルやキロメートルで測定するのは難しいため、天文学者は仕事で他の物理単位を使用します。そのうちの1つは光年と呼ばれます。

映画や本でよく登場するため、多くのファンタジーファンはこの概念に精通しています。しかし、誰もが光年が何であるかを知っているわけではなく、それが通常の年間時間の計算に似ているとさえ考える人もいます。

光年とは何ですか?

実際には、光年は一般的に考えられているような時間の単位ではなく、天文学で使用される長さの単位です。光が1年間に進む距離を指します。

これは通常、天文学の教科書や人気の SF で、太陽系内の長さを決定するために使用されます。より正確な数学的計算や宇宙内の距離の測定には、別の単位が基礎として使用されます。

天文学における光年の出現は、恒星科学の発展と、宇宙のスケールに匹敵するパラメータを使用する必要性と関連していました。この概念は、1838 年に太陽から白鳥座 61 番星までの距離の測定に初めて成功した数年後に導入されました。

当初、1 光年は熱帯の 1 年、つまり季節の完全な周期に等しい期間に光が移動する距離でした。しかし、1984 年以降、ユリウス年 (365.25 日) が基準として使用され始め、その結果、測定値がより正確になりました。

光の速度はどうやって決まるのでしょうか？

光年を計算するには、研究者はまず光の速度を決定する必要がありました。かつて天文学者は、宇宙における光線の伝播は瞬間的であると信じていましたが、17 世紀になるとこの結論に疑問が生じ始めました。

計算を行う最初の試みはガリレオ・ガリレイによって行われ、光が 8 km 移動するのにかかる時間を計算することにしました。彼の研究は失敗に終わりました。ジェームズ・ブラッドリーは1728年におおよその値を計算することに成功し、速度が30万1000km/秒であると決定しました。

光の速度はどれくらいですか?

ブラッドリーはかなり正確な計算を行ったにもかかわらず、正確な速度を決定できたのは 20 世紀になってからであり、最新のレーザー技術を使用していました。高度な機器により、光線の屈折率を補正した計算が可能になり、その結果、この値は 299,792.458 キロメートル/秒となりました。

天文学者は今日に至るまでこれらの数値をもとに研究を行っています。その後、簡単な計算により、光線が重力場の影響を受けることなく地球の軌道を飛び回るのに必要な時間を正確に決定することができました。

光の速度は地球上の距離に匹敵するものではありませんが、計算における光の速度の使用は、人々が「地球上の」カテゴリーで考えることに慣れているという事実によって説明されます。

光年は何に等しいですか?

1 光秒が 299,792,458 メートルに等しいことを考慮すると、光は 1 分間に 17,987,547,480 メートル進むことを簡単に計算できます。通常、天体物理学者はこのデータを使用して惑星系内の距離を測定します。

宇宙規模の天体を研究するには、9 兆 4,600 億キロメートルまたは 0.306 パーセクに等しい光年を基準とする方がはるかに便利です。人が過去を自分の目で見ることができる唯一のケースは、宇宙体を観察することです。

遠くの星から発せられた光が地球に届くまでには長い年月がかかります。このため、宇宙物体を観察するときは、その瞬間の宇宙ではなく、発光した瞬間の宇宙を見ることになります。

光年単位の距離の例

光線の移動速度を計算できる能力のおかげで、天文学者は多くの天体までの距離を光年で計算することができました。したがって、私たちの惑星から月までの距離は1.3光秒、プロキシマ・ケンタウリまでは4.2光年、アンドロメダ星雲までは250万光年です。

太陽と銀河の中心との間の距離は約26,000光年、太陽と冥王星との間の距離は5光時間です。

私たちは日常生活の中で、最寄りのスーパーマーケットまで、別の都市にある親戚の家まで、などの距離を測定します。しかし、広大な宇宙空間となると、キロメートルなどの馴染みのある値を使用するのは非常に非合理的であることがわかります。そして、ここで重要なのは、結果として得られる巨大な値を認識することの難しさだけではなく、そこに含まれる数字の数にもあります。ゼロをたくさん書くだけでも問題になります。たとえば、火星から地球までの最短距離は 5,570 万キロメートルです。ゼロが6つ！しかし、赤い惑星は私たちの空に最も近い隣人の一つです。最も近い星までの距離を計算するときに生じる面倒な数値をどのように使用するのでしょうか? そして今、私たちは光年のような値を必要としています。いくらくらいですか？今すぐそれを理解しましょう。

光年の概念は、相対論的物理学とも密接に関連しています。相対論的物理学では、ニュートン力学の公準が崩壊した 20 世紀初頭に、空間と時間の密接な関係と相互依存が確立されました。この距離値より前では、システム内のより大きなスケールの単位

後続の各単位は、より小さな単位 (センチメートル、メートル、キロメートルなど) の集合でした。光年の場合、距離は時間と結びついていました。現代科学は、真空中の光の伝播速度が一定であることを知っています。さらに、それは現代の相対論的物理学で許容される自然界の最大速度です。新しい意味の基礎を形成したのはこれらのアイデアでした。 1 光年は、光線が地球暦 1 年で進む距離に等しい。キロメートルに換算すると、約 9.46 * 10 15 キロメートルになります。興味深いことに、光子は最も近い月までの距離を 1.3 秒で移動します。太陽までは約8分です。しかし、次に近い恒星であるアルファ星はすでに約4光年離れています。

まさに素晴らしい距離です。天体物理学にはさらに大きな宇宙の尺度があります。 1 光年は 1 パーセクの約 3 分の 1 に相当し、星間距離のさらに大きな単位です。

さまざまな条件下での光の伝播速度

ちなみに、光子は環境が異なると異なる速度で伝播するという特徴もあります。彼らが真空中でどれほど速く飛ぶかはすでにわかっています。そして、1光年が1年に光が到達する距離に等しいと言うとき、彼らは空の宇宙空間を意味します。ただし、他の条件下では光の速度が遅くなる可能性があることに注目するのは興味深いことです。たとえば、空気中では、光子は真空中よりもわずかに遅い速度で散乱します。どちらになるかは、大気の特定の状態によって異なります。したがって、ガスが満たされた環境では、光年は若干小さくなります。ただし、受け入れられているものと大きく異なるわけではありません。