Световой год - Light-year

Эта статья про единицу длины. Для использования в других целях см. Световой год (значения).
Световой год
12lightyears.gif
Карта, показывающая звезды, которые лежат внутри 12,5 световых лет солнца[1]
Общая информация
Система единицастрономические единицы
Единицадлина
Символлы[2] 
Конверсии
1 лет[2] в ...... равно ...
   метрика (SI ) единицы   9.4607×1015 м
   9.4607 Вечера
   имперский & нас единицы   5.8786×1012 ми
   астрономические единицы   63241 au
   0.3066 ПК

В световой год это единица длины используется для выражения астрономические расстояния и эквивалентно примерно 9,46триллион километров (9.46×1012 км) или 5,88 трлн. миль (5.88×1012 ми).[примечание 1] Как определено Международный астрономический союз (IAU) световой год - это расстояние, на которое свет путешествует в вакууме в одной Юлианский год (365,25 дней).[2] Потому что в нем есть слово "год ", термин световой год может быть неверно истолкован как единица времени.[3]

Световой год чаще всего используется при выражении расстояний до звезд и других расстояний на галактический масштаб, особенно в неспециалист контексты и научно-популярный публикации.[3] Единица измерения, наиболее часто используемая в профессиональной астрономии, - это парсек (символ: pc, около 3,26 световых лет), которое происходит от астрометрия: это расстояние, на котором астрономическая единица подает угол один секунда дуги.[2]

Определения

Согласно определению IAU, световой год является продуктом Юлианский год[заметка 2] (365,25 суток вместо 365,2425 суток Григорианский год ) и скорость света (299792458 РС).[заметка 3] Оба эти значения включены в IAU (1976) Система астрономических констант, используется с 1984 года.[5] Отсюда можно получить следующие преобразования. Сокращение светового года, признанное МАС, - это ly,[2] хотя другие стандарты, такие как ISO 80000 используйте "l.y."[6][7] часто встречаются местные аббревиатуры, такие как "al" на французском (от аnnée-лUmière), Испанский (от анет луз) и итальянском (с анет лuce), «Lj» по-немецки (от Lichtjахр), так далее.

1 световой год= 9460730472580800 метры (точно)
≈ 9.461 петаметры
≈ 9.461 триллион километров (5.879 триллион миль )
≈ 63241.077 астрономические единицы
≈ 0.306601 парсек

До 1984 г. тропический год (не юлианский год) и измеренная (не определенная) скорость света были включены в Систему астрономических констант МАС (1964), используемую с 1968 по 1983 год.[8] Продукт Саймон Ньюкомб с J1900.0 средний тропический год 31556925.9747 эфемериды секунды и скорость света 2997920,5 км / с произвел световой год 9.460530×1015 м (округлено до семи значащие цифры в скорости света) найдено в нескольких современных источниках[9][10][11] вероятно был получен из старого источника, такого как К. В. Аллен 1973 год Астрофизические величины справочная работа,[12] который был обновлен в 2000 году, включая указанное выше значение IAU (1976) (усеченное до 10 значащих цифр).[13]

Другие высокоточные значения не выводятся из последовательный Система IAU. Ценность 9.460536207×1015 м найдено в некоторых современных источниках[14][15] является продуктом среднего григорианского года (365,2425 дней или 31556952 s) и определенной скорости света (299792458 РС). Другое значение, 9.460528405×1015 м,[16] является произведением среднего тропического года J1900.0 на определенную скорость света.

Для обозначения световых лет и кратных световых лет используются следующие сокращения:

  • "лы" за один световой год[2]
  • "кли" для килолайт-года (1000 световых лет)[17]
  • «Млы» для мегасветового года (1 000 000 световых лет)[18]
  • "Gly" для гига-светового года (1 000 000 000 световых лет)[19]

История

Единица светового года появилась через несколько лет после первого успешного измерения расстояния до звезды, отличной от Солнца. Фридрих Бессель в 1838 году. Звезда была 61 Лебедь, и он использовал 6,2-дюймовый (160 мм) гелиометр разработано Йозеф фон Фраунгофер. Наибольшей единицей измерения расстояний в космосе в то время была астрономическая единица, равная радиусу орбиты Земли. (1.50×108 км или же 9.30×107 ми). Таким образом, тригонометрические вычисления на основе 61 Лебедя параллакс 0,314 угловой секунды, показало, что расстояние до звезды составляет 660000 астрономические единицы (9.9×1013 км или же 6.1×1013 ми). Бессель добавил, что свету требуется 10,3 года, чтобы пройти это расстояние.[20] Он понимал, что его читателям понравится мысленная картина приблизительного времени прохождения света, но он воздержался от использования светового года как единицы. Возможно, ему не нравилось выражение расстояний в световых годах, потому что это снизило бы точность его данных о параллаксе из-за умножения на неопределенный параметр скорости света.

В 1838 году скорость света еще не была точно известна; его стоимость изменилась в 1849 г. (Физо ) и 1862 г. (Фуко ). Это еще не считалось фундаментальной константой природы, и распространение света через эфир или космос все еще был загадочным.

Единица светового года появилась в 1851 году в популярной немецкой астрономической статье автора Отто Уле.[21] Уле объяснил странность названия единицы измерения расстояния, оканчивающейся на "год", сравнив его с часом ходьбы (Wegstunde).

Современная немецкая популярная астрономическая книга также отметила, что световой год - странное название.[22] В 1868 году один английский журнал назвал световой год единицей измерения, используемой немцами.[23] Эддингтон назвал световой год неудобной и неуместной единицей измерения, которая иногда перешла из массового использования в технические исследования.[24]

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 звезды в той же общей области, например, принадлежащие к той же спиральный рукав или же шаровое скопление. Сами галактики имеют диаметр от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет и отделены от соседних галактик и скопления галактик на миллионы световых лет. Расстояния до таких объектов, как квазары и Слоун Великая стена забегают на миллиарды световых лет.

Список порядков для длина
Масштаб (ly)ЦенитьЭлемент
10−94.04×10−8 лыОтраженный солнечный свет от Луна поверхности за 1,2–1,3 секунды преодолевает расстояние до земной шар поверхность (едет грубо 350000 к 400000 километров).
10−61.58×10−5 лыОдин астрономическая единица (расстояние от солнце на Землю). Свету требуется примерно 499 секунд (8,32 минуты), чтобы преодолеть это расстояние.[25]
1.27×10−4 лыВ Зонд Гюйгенса приземляется на Титан выключенный Сатурн и передает изображения со своей поверхности в 1,2 миллиарда километров от Земли.
5.04×10−4 лыНовые горизонты встречи Плутон на расстоянии 4,7 миллиарда километров, а связь с Землей занимает 4 часа 25 минут.
10−32.04×10−3 лыСамый далекий Космический зонд, Вояджер 1, по состоянию на октябрь 2014 г. находился примерно в 18 световых часах от Земли..[26] Это займет около 17500 лет, чтобы достичь светового года при текущей скорости около 17 км / с (38000 миль / ч) относительно Солнца. 12 сентября 2013 года ученые НАСА объявили, что «Вояджер-1» вошел в межзвездная среда пространства 25 августа 2012 года, став первым искусственным объектом, покинувшим Солнечная система.[27]
2.28×10−3 лыВояджер-1 по состоянию на октябрь 2018 года, почти в 20 световых часах от Земли.
1001.6×100 лыВ Облако Оорта примерно два световых года в диаметре. Предполагается, что его внутренняя граница находится на 50000 au, с внешним краем на 100000 au.
2.0×100 лыМаксимальная степень солнце гравитационное доминирование (Сфера холма /Сфера Роша, 125000 au). Помимо этого, существует глубокая гравитационная межзвездная среда.
4.22×100 лыБлижайший известный звезда (кроме Солнца), Проксима Центавра находится на расстоянии 4,22 световых года от нас.[28][29]
8.6×100 лыСириус, самая яркая звезда ночного неба. В два раза массивнее и в 25 раз больше светящийся чем Солнце, оно затмевает больше ярких звезд из-за своей относительной близости.
1.19×101 лыHD 10700 e, внесолнечный кандидат на обитаемую планету. В 6,6 раз массивнее Земли, он находится в центре обитаемой зоны звезды. Тау Кита.[30][31]
2.05×101 лыGliese 581, красный карлик с несколькими обнаруживаемыми экзопланетами.
3.1×102 лыКанопус, уступающий по яркости на земном небе только Сириусу, тип A9 яркий гигант 10700 раз ярче Солнца.
1033×103 лыA0620-00, второй ближайший известный черная дыра, около 3000 в световых годах от нас.
2.6×104 лыВ центр из Млечный Путь около 26000 в световых годах от нас.[32][33]
1×105 лыВ Млечный Путь около 100000 световые годы в поперечнике.
1.65×105 лыR136a1, в Большое Магелланово Облако, самая яркая звезда, известная в 8,7 миллиона раз больше яркость Солнца имеет видимую визуальную величину 12,77, что чуть ярче 3C 273.
1062.5×106 лыВ Галактика Андромеды находится на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет.
3×106 лыВ Галактика Треугольник (M33 ), находящийся на расстоянии около 3 миллионов световых лет от нас, является самым удаленным объектом, видимым невооруженным глазом.
5.9×107 лыБлижайший большой скопление галактик, то Скопление Девы находится на расстоянии 59 миллионов световых лет от нас.
1.5×108 – 2.5×108 лыВ Великий аттрактор находится на расстоянии где-то между 150 и 250 миллионами световых лет (последняя оценка является самой последней оценкой).
1091.2×109 лыВ Слоун Великая стена (не путать с Великая стена и Her – CrB GW ) была удалена примерно на один миллиард световых лет.
2.4×109 лы3C 273, оптически самый яркий квазар, видимой величины 12,9, чуть тусклее, чем R136a1. 3C 273 находится на расстоянии около 2,4 миллиарда световых лет от нас.
4.57×1010 лыВ сопутствующее расстояние от Земли до края видимой Вселенной около 45,7 миллиардов световых лет в любом направлении; это сопутствующий радиус из наблюдаемая вселенная. Это больше, чем возраст вселенной продиктовано космический фон; видеть здесь почему это возможно.

Связанные единицы

Расстояния между объектами внутри звездная система как правило, составляют малые доли светового года и обычно выражаются в астрономические единицы. Однако меньшие единицы длины могут быть образованы аналогичным образом, умножая единицы времени на скорость света. Например, световая секунда, полезный в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике, точно 299792458 метров или1⁄31557600 светового года. Такие единицы, как световая минута, световой час и световой день, иногда используются в научно-популярный публикации. Световой месяц, составляющий примерно одну двенадцатую светового года, также иногда используется для приблизительных измерений.[34][35] В Планетарий Хайдена указывает световой месяц более точно как 30 дней света в пути.[36]

Свет проходит примерно один оплачивать в наносекунда; термин «легкий фут» иногда используется как неформальная мера времени.[37]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Один триллион здесь принято быть 1012 (один миллион миллионов, или миллиард в долгосрочном плане).
  2. ^ Один юлианский год состоит ровно из 365,25 дней (или 31557600 s на основе дня ровно 86400 SI секунд)[4]
  3. ^ Скорость света точно 299792458 РС по определению метра.

Рекомендации

  1. ^ Вселенная в пределах 12,5 световых лет: ближайшие звезды
  2. ^ а б c d е Международный астрономический союз, Измерение Вселенной: МАС и астрономические единицы, получено 10 ноября 2013
  3. ^ а б Брюс МакКлюр (31 июля 2018 г.). "Как далеко световой год?". ЗемляНебо. Получено 15 октября 2019.
  4. ^ Рекомендации МАС относительно агрегатов, заархивировано из оригинал на 2007-02-16
  5. ^ "Избранные астрономические константы " в Астрономический альманах, п. 6.
  6. ^ ISO 80000-3: 2006 Величины и единицы - пространство и время
  7. ^ IEEE / ASTM SI 10-2010, Американский национальный стандарт для метрической практики
  8. ^ П. Кеннет Зайдельманн, изд. (1992), Пояснительное приложение к астрономическому альманаху, Милл-Вэлли, Калифорния: Научные книги университета, стр. 656, г. ISBN  978-0-935702-68-2
  9. ^ Основные константы, Сьерра Колледж
  10. ^ Марк Соваж, Таблица астрономических констант, заархивировано из оригинал на 2008-12-11
  11. ^ Роберт А. Брауниг, Основные константы
  12. ^ К. В. Аллен (1973), Астрофизические величины (третье изд.), Лондон: Атлон, стр. 16, ISBN  978-0-485-11150-7
  13. ^ Артур Н. Кокс, изд. (2000), Астрофизические величины Аллена (четвертое изд.), Нью-Йорк: Springer-Valeg, p. 12, ISBN  978-0-387-98746-0
  14. ^ Ник Стробель, Астрономические константы
  15. ^ KEK B, Астрономические константы, заархивировано из оригинал на 2007-09-09, получено 2008-11-05
  16. ^ Томас Сиртес (1997), Прикладной размерный анализ и моделирование, Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, стр. 60, ISBN  9780070628113
  17. ^ Коминс, Нил Ф. (2013), Открытие основной Вселенной (пятое изд.), W.H. Freeman, p. 365, ISBN  978-1-4292-5519-6
  18. ^ Хассани, Садри (2010), От атомов к галактикам, CRC Press, стр. 445, г. ISBN  978-1-4398-0850-4
  19. ^ Деза, Мишель Мари; Деза, Елена (2016), Энциклопедия расстояний (четвертое изд.), Springer, p. 620, г. ISBN  978-3-662-52843-3
  20. ^ Бессель, Фридрих (1839). "О параллаксе звезды 61 Лебедя". Лондонский и Эдинбургский философский журнал и Научный журнал. 14: 68–72. Заявление Бесселя о том, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть расстояние.
  21. ^ Уле, Отто (1851). "Was wir in den Sternen lesen". Немецкий музей: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben. 1: 721–738.
  22. ^ Дистервег, Адольф Вильгельм (1855). Populäre Himmelskunde u. Astronomische Geographie. п. 250.
  23. ^ Студент и интеллектуальный обозреватель науки, литературы и искусства. 1868.
  24. ^ «Звездные движения и устройство Вселенной». Получено 1 ноября 2014.
  25. ^ «Глава 1, Таблица 1-1», Конвенции IERS (2003 г.)
  26. ^ ГДЕ ВОЯДЖЕРЫ?, получено 14 октября 2014
  27. ^ Космический корабль НАСА отправляется в историческое путешествие в межзвездное пространство, получено 14 октября 2014
  28. ^ НАСА, Шкалы космических расстояний - ближайшая звезда
  29. ^ «Проксима Центавра (Gliese 551)», Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов
  30. ^ «Ближайшие планеты Тау Кита к одиночной, подобной Солнцу звезде». Новости BBC. 19 декабря 2012 г.. Получено 1 ноября 2014.
  31. ^ Туоми, Микко; Джонс, Хью Р. А .; Дженкинс, Джеймс С .; Тинни, Крис Дж .; 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 .; Salter, Graeme S .; Пинфилд, Дэвид (март 2013 г.). «Сигналы, встроенные в шум радиальной скорости: периодические изменения 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.
  32. ^ Eisenhauer, F .; Schdel, R .; Genzel, R .; Отт, Т .; Tecza, M .; Abuter, R .; Эккарт, А .; Александр, Т. (2003), "Геометрическое определение расстояния до центра Галактики", Астрофизический журнал, 597 (2): L121, arXiv:Astro-ph / 0306220, Bibcode:2003ApJ ... 597L.121E, Дои:10.1086/380188, S2CID  16425333
  33. ^ Макнамара, Д.; Madsen, J. B .; Barnes, J .; Эриксен, Б. Ф. (2000), «Расстояние до центра Галактики», Публикации Тихоокеанского астрономического общества, 112 (768): 202, Bibcode:2000PASP..112..202M, Дои:10.1086/316512
  34. ^ Fujisawa, K .; Inoue, M .; Кобаяши, H .; Murata, Y .; Wajima, K .; Камено, С .; Эдвардс, П. Г .; Hirabayashi, H .; Моримото, М. (2000), "Большой угол изгиба струи светового месяца в Центавре A", Публикации Астрономического общества Японии, 52 (6): 1021–26, Bibcode:2000PASJ ... 52.1021F, Дои:10.1093 / pasj / 52.6.1021, заархивировано из оригинал на 2009-09-02
  35. ^ Junor, W .; Биретта, Дж. А. (1994), "Внутренний световой месяц самолета M87", в Zensus, J. Anton; Келлерманн; Кеннет И. (ред.), Компактные внегалактические радиоисточники, материалы семинара NRAO, проведенного в Сокорро, Нью-Мексико, 11–12 февраля 1994 г., Green Bank, WV: Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), стр. 97, Bibcode:1994cers.conf ... 97J
  36. ^ Время и расстояние путешествия на свету в планетарии Хайдена По состоянию на октябрь 2010 г.
  37. ^ Дэвид Мермин (2009). Самое время: понимание теории относительности Эйнштейна. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. п. 22. ISBN  978-0-691-14127-5.

внешняя ссылка