光秒あたりの天文単位。 1光年は何キロメートルですか?それは地球と同じですか?
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、私たちは光年などの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。 1光年の場合、距離は時間と結びついていた。 現代科学真空中の光の伝播速度は一定であることが知られています。 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。
銀河距離スケール
光年 ( セント G., そうだ) は、光が 1 年間に移動する距離に等しい長さの系外単位です。
より正確には、国際天文学連合 (IAU) の定義によれば、1 光年は、光が重力場の影響を受けずに真空中を移動する距離に等しい (定義により、365.25 標準日、86,400 SI 秒に等しい) 、または 31,557 600 秒）。 この定義は、一般的な科学文献での使用が推奨されています。 専門文献では、長い距離を表すために通常、光年の代わりにパーセクと単位の倍数 (キロパーセクおよびメガパーセク) が使用されます。
以前 (1984 年以前)、1 光年は 1 つの熱帯年に光が移動する距離であり、紀元 1900.0 に割り当てられていました。 新しい定義は古い定義と約 0.002% 異なります。 この距離の単位は高精度の測定には使用されないため、新旧の定義に実質的な違いはありません。
数値
1 光年は次と同じです。
- 9,460,730,472,580,800 メートル (約 9.46 ペタメートル)
- 63,241.077 天文単位 (AU)
- 0.306601パーセク
関連ユニット
次の単位が使用されることは非常にまれで、通常は一般的な出版物でのみ使用されます。
- 1 光秒 = 299,792.458 km (正確)
- 1 軽い分≈ 1,800万km
- 1光時 ≈ 10億7,900万km
- 1光日 ≈ 260億km
- 1光週間 ≈ 1,810億km
- 1光月 ≈ 7,900億km
光年単位の距離
光年は、天文学における距離スケールを定性的に表すのに便利です。
| 規模 | 価値 (セント年) | 説明 |
|---|---|---|
| 秒 | 4 10 −8 | までの平均距離は約38万kmです。 これは、表面から放射された光線が月の表面に到達するまでに約 1.3 秒かかることを意味します。 |
| 分 | 1.6・10−5 | 1 天文単位は約 1 億 5,000 万キロメートルに相当します。 したがって、光は約 500 秒 (8 分 20 秒) で地球に到達します。 |
| 時計 | 0,0006 | 太陽からの平均距離は約 5 光時間です。 |
| 0,0016 | パイオニアとその先を飛ぶシリーズの端末は、発売から約30年を経て、約100メートル離れたところまで移動しました。 天文単位太陽からの応答時間は約 14 時間です。 | |
| 年 | 1,6 | 仮説の内側のエッジは 50,000 a に位置します。 e. 太陽から、そして外側から - 100,000 a。 e. 光が太陽から雲の外縁までの距離を移動するのに約 1 年半かかります。 |
| 2,0 | 太陽の重力の影響を受ける領域 (「丘の球体」) の最大半径は約 125,000 天文単位です。 e. | |
| 4,2 | 私たちに最も近いもの（太陽を除く）、プロキシマ ケンタウリは 4.2 光年の距離にあります。 今年の。 | |
| ミレニアム | 26 000 | 私たちの銀河系の中心は太陽から約 26,000 光年離れています。 |
| 100 000 | 私たちの円盤の直径は10万光年です。 | |
| 何百万年も | 2.5 10 6 | 私たちに最も近い、有名な M31 は、私たちから 250 万光年離れています。 |
| 3.14 10 6 | (M33) は 314 万光年離れたところにあり、肉眼で見える最も遠い静止天体です。 | |
| 5.8 10 7 | 最も近いおとめ座星団は、私たちから 5,800 万光年離れています。 | |
| 数千万光年 | 直径による銀河団の特徴的なサイズ。 | |
| 1.5 10 8 - 2.5 10 8 | 重力異常「グレート・アトラクター」は、私たちから1億5千万～2億5千万光年の距離にあります。 | |
| 何十億年も | 1.2 10 9 | スローンの万里の長城は世界最大の建造物の 1 つで、その寸法は約 350 Mpc です。 光が端から端まで伝わるには約10億年かかります。 |
| 1.4 10 10 | 宇宙の因果関係のある領域のサイズ。 それは宇宙の年齢と情報伝達の最大速度である光の速度から計算されます。 | |
| 4.57 10 10 | 任意の方向における地球から観測可能な宇宙の端までの付随距離。 観測可能な宇宙の付随半径（標準宇宙論モデル Lambda-CDM の枠組み内）。 |
広大な宇宙空間をキロメートルやマイルで計算するのは非常に困難です。 科学者たちは、長距離を測定するための他の単位を見つけることを検討しています。 SF 映画や本のファンは、光年についてよく耳にします。 しかし、誰もがこれらの言葉の意味を説明できるわけではありません。 ある人たちは、それが普通の地上のものと違いが分からないのです。
この値は宇宙の距離の一般的な測定単位。 それを決定するときは、次を使用します。
- 光の速度、
- 365 日に等しい秒数。
このような計算の重要な条件は、光に対する重力場の影響がないことです。 真空はこの要件を満たします。 その中で、あらゆる電磁線の伝播速度が一定に保たれます。
17 世紀に遡ると、科学者たちは次のことを確認しようとしました。 光の速度。 以前、天文学者は光線が瞬時に空間を通過すると考えていました。 ガリレオ・ガリレイはこれに疑問を抱きました。 彼の目標は、光線が一定の距離 (8 キロメートルに相当) を移動するのにかかる時間を計算することでした。 しかし彼の実験は失敗に終わりました。 デンマークの科学者O. ローマーの研究も失敗に終わりました。 彼は、地球の位置に応じて、他の惑星の衛星の食に一時的な違いがあることに気づきました。 他の宇宙物体から離れると、光線が届くまでに時間がかかります。 地球の表面。 彼は彼らの速度を計算することができなかった。
英国人のジェームズ・ブラッドリーは、18 世紀に初めて光の速度を近似的に計算しました。 この天文学者はその値を 301,000 km/s に設定しました。 前世紀には、マクスウェルの電磁気理論を使用して、科学者はビームの速度を正確に計算することができました。 研究は、最新のレーザー技術を使用して、その屈折率を考慮して実施されました。 計算された光の速度は、299,792 キロメートル、毎秒 458 メートルであることが判明しました。 これは、便利な測定単位を決定するのに役立ちました 宇宙空間.
1光年をキロメートルで表すと何ですか?
計算には 365 日を基準としました。。 1 日の値を秒単位で計算すると、86,400 秒になります。 そして、示されたすべての日では、その数は31,557,600になります。
光線が1秒間にどのくらいの距離を進むかを計算しました。 この値に 31,557,600 を掛けると、9.4 兆強になります。 これはキロメートル単位で測定される光年です。 これは、真空中で光線が 365 日で進む距離です。 この旅は、重力場の影響を受けることなく地球の軌道を飛び回ります。
この方法で計算された距離の例
- 光線は地球から月までの距離を 1 分 3 秒で進みます。
- そのような10万年後には、銀河円盤の直径が決定される可能性があります。
- 太陽から冥王星までの距離は光時間で5.25時間です。
- 地球からのビームは 250 万光年でアンドロメダ銀河に到達し、プロキシマ ケンタウリ星にはわずか 4 光年で到達します。
- 日光 8.20分で地球に到着します。
- 私たちの銀河系の中心は太陽から 26,000 光年の距離にあります。
- おとめ座星団は、私たちの惑星から同様に 58,000 千年の距離に位置しています。
- そのような年数千万年は、銀河団を直径で測定します。
- 地球から目に見える宇宙の端までの最大測定距離は450億光年でした。
なぜ彼はそれほど重要なのでしょうか?
計算された光の速度により、天文学者は次のことを決定できるようになりました。 惑星、星、銀河間の距離。 恒星が発する光は電光石火の速さで地球に届くわけではないことが明らかになった。 空に浮かぶ宇宙物体を観察すると、私たちは過去を知ることができます。 数百年前に起こった遠い惑星の爆発は、今日の科学者によってのみ記録されるでしょう。
私たちの宇宙内では、この測定単位での計算を使用すると便利です。 あまり一般的ではありませんが、時間、週、月などは使用されません。 遠く離れた宇宙物体までの距離を測定すると、得られる値は膨大になります。 このような値を数学的計算に使用することは困難になり、非現実的になります。 科学者はこれを考慮し、長い距離の天文学的な計算には別の測定単位であるパーセクを使用します。 複雑な数学的計算の場合は、この方が許容されます。 1 光年は 1/3 パーセクに相当します。
光年と地球年との比
私たちは生活の中で距離を測ることがよくあります。職場へ、最寄りの店舗へ、別の都市へ。 異なる量を互いに比較します。 これは違いを理解するのに役立ちます。 光の概念と 地上の年多くの人にとって、それらは同じではないにしても、似ているように見えます。 それらを比較したいという欲求があります。 ここでは、まず地上の年が何を意味するかを選択する必要があります。 これは、365 日で地球が移動する距離として定義できます。 これらのパラメータを使用すると、1 光周期は地球年 63,000 年に相当します。
地球上のものが日単位で計算される場合、それは時間の単位とみなされます。 そして光は距離を象徴します。 そして、そのような値の比較は無意味です。 この場合、質問に対する答えはありません。
ビデオ
このビデオは、光年とは何かを理解するのに役立ちます。
質問に対する答えが得られませんでしたか? 著者にトピックを提案します。
私たちがどのようなライフスタイルを送り、何をするにしても、何らかの形で毎日何らかの測定単位を使用します。 私たちはコップ一杯の水を頼み、自分の朝食を一定の温度まで温め、最寄りの郵便局までどのくらいの距離を歩く必要があるかを視覚的に見積もり、次の場所での会議を手配します。 一定時間等々。 これらすべてのアクションに必要なのは、
計算だけでなく、距離、数量、重量、時間などのさまざまな数値カテゴリーの特定の測定も可能です。 私たちは日常生活で数字を頻繁に使用します。 そして、私たちは長い間、ある種の楽器であるかのように、これらの数字に慣れてきました。 しかし、日常の快適ゾーンから一歩出て、私たちにとって異常な数値に遭遇したらどうなるでしょうか? 記事上で 話しましょう宇宙の素晴らしい姿について。
ユニバーサルスペース
宇宙の距離に関する状況はさらに驚くべきものです。 私たちは隣の都市まで、さらにはモスクワからニューヨークまでの距離を十分に認識しています。 しかし、星団の規模となると距離を視覚化するのは困難です。 いわゆる光年が必要になってくるのです。 結局のところ、隣り合う星の間でさえ距離は非常に長く、それをキロメートルやマイルで測定することはまったく非合理的です。 そしてここで問題となるのは、結果として得られる膨大な数を認識することの難しさだけではなく、そのゼロの数にもあります。 数字を書くのが問題になります。 たとえば、最接近期間中の地球から火星までの距離は5,570万キロメートルです。 ゼロが 6 つ含まれる値。 しかし、火星は私たちに最も近い宇宙の隣人の一つです。 太陽以外の最も近い星までの距離は何百万倍も長くなります。 そして、それをキロメートルやマイルで測定すると、天文学者はこれらの膨大な量を記録するだけで何時間も費やす必要があります。 この問題は 1 光年で解決されました。 その解決策は非常に独創的でした。
光年は何に等しいですか?
新しい測定単位、つまりより小さな単位の合計 (ミリメートル、センチメートル、メートル、キロメートルなど) を発明する代わりに、距離と時間を結び付けることが決定されました。 実際、時間は出来事に影響を与える物理的なフィールドでもあるという事実は、
さらに、それは空間と相互に接続され、変換可能であるため、アルバート アインシュタインによって発見され、彼の相対性理論によって証明されました。 光の速度は一定になりました。 そして、光線が単位時間当たりに一定の距離を通過すると、光秒、光分、光日、光月、光年という新しい物理的空間量が与えられました。 たとえば、光線（宇宙条件 - 真空）は 1 秒あたり約 30 万キロメートルの距離を移動します。 1 光年が約 9.46 * 10 15 に等しいことを計算するのは簡単です。 したがって、地球から最も近い宇宙体である月までの距離は 1 光秒強、太陽までは約 8 光分です。 太陽系の最外天体 現代のアイデア 1光年の距離を周回します。 私たちに最も近い次の星、あるいはむしろ、 ダブルスター、アルファとプロキシマ・ケンタウリは、打ち上げからわずか 4 年で、それらからの光さえ私たちの望遠鏡に届くほど遠く離れています。 そして、これらは依然として私たちに最も近い天体です。 天の川の向こうからの光が私たちに届くまでには10万年以上かかります。
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充てることにしました。 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 を移動します。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！ でも全体を回るには 地球(約 40,000 km)、私たちのレーサーには 40 倍の時間が必要になります。 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。
から 学校のコース物理学者の皆さん、世界最速のライダーは誰でも知っているはずです。 宇宙- ライト。 そのビームは 1 秒間に約 300,000 km の距離をカバーし、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。 それが理由です 科学の世界博士らは、電波 (特に光) が特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ありません。また、ここでは 100 万キロメートルや 200 万キロメートルは特別な役割を果たしません。
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、冒頭の画像を参照）約7万8千年で克服されます！
私たちの 銀河 天の川 、直径約100,000 光年、17億8,000万年後に通過します。
