Информацията за нашата непосредствена космическа среда става публично достъпна: обикновените потребители могат, без да напускат домовете си, да изчислят разстоянията до съседните планети и времето за пътуване до тях. Интересувайки се от въпроса за разстоянието на Марс от Слънцето, струва си да се запознаете с основите на измерването на космическите разстояния.
Как се измерва разстоянието до звездите и какво е светлинна година
Единиците за разстояния в пространството са специални, произлизащи от международната система за измерване в отделна колона.
А.е. е мярка за разстояние в астрономията, показваща разстоянието на средното местоположение на третата планета - Земята - от Слънцето.
А.е.- единица за измерване на разстояния в астрономията, равна на 149 597 870 км
Можете също така да наречете тази единица радиус на орбитата на нашата планета.
AE е разстоянието между центровете на земята и нейната орбита В астрономически единици можете да измервате разстоянията между обекти в една и съща звездна система, като Слънчевата система. За мащабите на Вселената а.е. е много малка единица. Следователно разстоянието между звездите и галактиките се изразява в светлинни години.
Във физиката светлината отдавна е стандартът за най-бързия феномен в света, но в космически, необхватим мащаб дори светлината не се движи моментално. По пътя от един ъгъл на Вселената до друг, светлината се забавя, разпръсква се, променя спектъра си и среща материални препятствия.
Светлинна година- това е звездното разстояние, което светлината има време да преодолее за една земна година 9 460 730 472 580 800 км
разстояние от едно светлинна годинае равно на произведението на скоростта на светлината и една земна година. Юлианската година трябва да се преобразува в секунди преди умножението, тъй като скоростта на светлината също се изразява в секунди.
юлианска година(а) - единица за време в астрономията, равна на 365,25 юлиански дни
Разчитайки на астрономическиединици могат да извършват по-сложни изчисления.
светлинна скорост
Това, което се разбира под лъчи на видимата светлина, е поток от атомни частицифотони, чието име произлиза от гръцкия термин "photos" - "светлина".
За землянин една светлинна година е непреодолимо разстояние. Средностатистическият човек сам в условията на земната гравитация може да достигне скорост от около 20 км/ч. Фотоните пътуват 60 милиона пъти по-бързо и изминават 300 000 километра всяка секунда. то максимална скоростпостигнато чрез видима светлина във вакуум.
скоростта на светлинатавъв вакуум е 299 792 458 m/s
При съпротивлението на въздушната или водната среда, например в атмосферата или океаните на Земята, светлината губи не повече от 25% от скоростта си и преодолява 225 хиляди км в секунда.
Всички останали изчисления следват от тези данни, което дава възможност да се оцени възможността за полети около Слънчевата система и между звездите. За една минута светлината изминава 18 милиона километра космическо пространство.
Колкото повече човек се доближава до технологичния прогрес, достигайки скоростта на светлината, толкова по-малко време ще трябва да отдели за пътуване в космоса.
Колко светлинни години до Марс
Как да преодолеем огромно разстояние и отдавна знаем на практически примери.
Колко време отнема на земните астронавти да летят до червената планета е уравнение с променлива стойност, тъй като нашата планета и Марс са в постоянно движение. Всяка планета е в своя собствена орбита около слънцето. Планетите могат да се доближават една до друга или да са от противоположните страни на звездата на максимално разстояние.
Разбира се, най-икономичното решение за земляните би било да предприемат полет до Марс, когато планетите са на минимално разстояние.
Разстоянието, което светлината изминава за една година е 9460,73 милиарда километра. Минималното възможно разстояние между Земята и Марс е 54,55 милиона км.
0,0000057 светлинни години от Земята до Марс Имайки такива данни, можем да заключим, че минималното разстояние между две планети е 181 светлинни секунди или 3 светлинни минути. С други думи, между Марс и Земята има 0,00000570776255707763 светлинни години.
Колко светлина лети до Марс
Въпреки физическата недостъпност е възможно точно да се изчисли средно колко време отнема звездната светлина от Слънцето до Марс.
Полетът до Марс от централната звезда на Слънчевата система може да бъде извършен от фотон - лека частица - без да се вземат предвид препятствията и смущенията за 12,01 минути. Изчисленията идват от постоянна скоростсветлина във вакуум - 300 хиляди километра в секунда - и средното разстояние на червената планета от звездата, равно на 228 милиона километра.
228 000 хиляди км / 300 хиляди км / сек = 760 сек = 12 минути 1 секунда - времето, необходимо за полет от Слънцето до Марс или обратно със скоростта на светлината. Разстоянието, когато Марс е в афелий, светлината ще измине за 13,01 минути, в перихелий за 11 минути.
Колко време за летене до Марс със скоростта на светлината
Времето на хипотетичен полет до Марс е лесно да се изчисли въз основа на горните знания. Има точно изчислена траектория на полета, възможности и минимално разстояние от Земята до Марс. Той е над 54 милиона км, което е 3 минути за светлинен поток. Само ако се движите със скоростта на светлината, ще трябва да летите до Марс не безброй месеци, а почти мигове. Три минути между Марс и Земята със скорост на светлината е трудно да се сравняват с който и да е земен транспорт.
Червената планета ще бъде в обсег, ако човечеството напредне да лети със скорост на светлината. При сегашния темп на развитие на науката откриването на нови футуристични видове транспорт е само въпрос на време.
Светлинна година- извънсистемна единица за измерване на разстояния в астрономията.
Числено, едно светлинна годинаравно на разстоянието, изминато от светлината за една година.
По-точно, светлинна година е разстоянието, което светлината изминава във вакуум, без влиянието на гравитационните полета, за една юлианска година (365,25 дни или 31 557 600 стандартни секунди).
В руската литература светлинната година е обозначена като „Св. ж.", на чужд език: "ly"
На какво е равно едно светлинна година:
Светлинна година в километри: 9 460 730 472 580,8 км.
9 460 730 472 580 800 метра
63 241 077 астрономически единици (AU)
1 светлинна година е равна на 0,306601 парсека.
В допълнение към светлинната година има и части от светлинна година: светлинен месец, светлинна седмица, светлинен час, светлинна минута и светлинна секунда. Те са редки, но ще бъде интересно да видим как различните разстояния се изразяват в тези единици:
Една светлинна година е доста удобна единица за измерване на разстояния в астрономията. Най-високата скорост, с която информацията може да се разпространява в нашия свят, е скоростта на светлината. Следователно разстоянията, изразени в светлинни години, едновременно показват колко бързо един космически обект може да повлияе на друг.
Например, може да сте чували, че звездата Бетелгейзе в съзвездието Орион ще избухне в обозримо бъдеще (всъщност след няколко века).
Бетелгейзе се намира на разстояние от 495 до 640 светлинни години от нас.
Ако избухне точно сега, тогава жителите на Земята ще видят този взрив едва след 500-600 години.
И ако видите експлозия днес, тогава не забравяйте, че всъщност експлозията е станала около времето на Иван Грозни ...
Този пример ясно показва колко удобна е светлинната година - тя едновременно показва и разстояние, и време.
Една светлинна година е колко земни години
как земни годинив една светлинна година? Доста странен въпрос, но понякога се появява ... Светлинна година е мярка за разстояние, както е написано по-горе, а земна година е мярка за време. Следователно отговорът на въпроса колко земни години има в една светлинна година ще бъде - нито една :-)
или кажете на приятелите си:Изследвайки собствената си планета, в продължение на стотици години хората изобретяват все повече и повече нови системи за измерване на сегменти от разстояние. В резултат на това беше решено един метър да се счита за универсална единица за дължина и да се измерва голямо разстояние в километри.
Но предстоящият двадесети век постави нов проблем пред човечеството. Хората започнаха внимателно да изучават космоса - и се оказа, че просторите на Вселената са толкова огромни, че километрите тук просто не са подходящи. В познати единици все още можете да изразите разстоянието от Земята до Луната или от Земята до Марс. Но ако се опитате да определите на колко километра е най-близката звезда от нашата планета, цифрата „придобива“ невъобразим брой десетични знаци.
На какво е равна 1 светлинна година?
Стана очевидно, че е необходима нова мерна единица за изследване на пространствата на космоса - и стана светлинна година. Светлината изминава 300 000 километра за една секунда. Светлинна година - това е разстоянието, което светлината ще измине точно за една година - и от гледна точка на по-познатата бройна система това разстояние е 9 460 730 472 580,8 километра.Ясно е, че използването на лаконичната „една светлинна година“ е много по-удобно, отколкото използването на тази огромна цифра всеки път в изчисленията.
От всички звезди Проксима Кентавър е най-близо до нас - тя е „само“ на 4,22 светлинни години. Разбира се, по отношение на километри цифрата ще се окаже невъобразимо огромна. Всичко обаче се знае в сравнение - като се има предвид, че най-близката галактика, наречена Андромеда, е на цели 2,5 милиона светлинни години от Млечния път, гореспоменатата звезда наистина започва да изглежда като много близък съсед.
Между другото, използването на светлинни години помага на учените да разберат в кои краища на Вселената има смисъл да се търси интелигентен живот и къде е напълно безполезно да се изпращат радиосигнали. В крайна сметка скоростта на радиосигнала е подобна на скоростта на светлината - съответно поздрав, изпратен към далечна галактика, ще достигне целта си едва след милиони години. По-разумно е да се изчака отговор от по-близки "съседи" - обекти, чиито хипотетични сигнали за реакция ще достигнат до земните превозни средства поне през живота на човека.
1 светлинна година е колко земни години?
Има широко разпространено погрешно схващане, че светлинната година е единица време. Всъщност не е така. Терминът няма нищо общо със земните години, не корелира по никакъв начин с тях и обозначава само разстоянието, което светлината изминава за една земна година.
Разстоянията между звездите са толкова големи, че измерването им в километри или мили е упражнение с безкрайни нули. Обичайната система от измервания се използва за посочване на разстояния в една система. Например те казват, че минималното разстояние от Земята до Марс е 55,76 милиона километра. Със звездите всичко е по-сложно и тук обикновено се използват понятията светлинна година и парсек.
астрономическа единица- единица за измерване на обектите на Слънчевата система и най-близките до нея обекти на Вселената, приета в астрономията. Астрономическата единица е равна на 149 598 100 км (+- ~750 км), което е приблизително равно на средното разстояние на Земята от Слънцето. Съвременните наблюдения регистрират постепенно нарастване на стойността с 15 cm годишно, което се обяснява с възможната загуба на маса от Слънцето, последствията от слънчевия вятър.
Светлинна година- разстоянието, което светлината изминава за една година, в метри, е 9 460 730 472 580 800. Всъщност светлината на звездите, които виждаме в безоблачна нощ, е отивала на нашата планета в продължение на много векове, а някои от тях вече не съществуват изобщо.
Парсек, известен също като "паралакс на дъгова секунда" - това е разстоянието, от което средният радиус на земната орбита (перпендикулярно на зрителната линия) се вижда под ъгъл от една дъгова секунда. Ако е съвсем просто, тогава парсек = 3,26 светлинни години.
Интересно е, че в научно-популярната и фентъзи литература е обичайно да се използва понятието светлинна година, а парсеците обикновено се използват само в професионални писания и изследвания.
(Галактика UDFj-39546284 - най-отдалечената галактика от Земята (13,3 милиарда светлинни години от Земята), на снимката, направена от телескопа Хъбъл, изглежда като червена точка)
Най-близката до нас звезда е Алфа Кентавър, която се намира на разстояние 4,37 светлинни години от Земята. Но до най-отдалечената галактика (към декември 2012 г.) от Земята цели 13,3 милиарда светлинни години! Оказва се, че когато слънцето на същата тази галактика (известна като UDFj-39546284) угасне, човечеството няма да разбере скоро за това.
Със сигурност, след като сте чули в някакъв фантастичен екшън филм изразът а ла „20 до Татуин светлинни години“, мнозина зададоха основателни въпроси. Ще назова някои от тях:
Една година не е ли време?
Тогава какво е светлинна година?
Колко километра има?
Колко време ще отнеме светлинна година космически корабс Земята?
Реших да посветя днешната статия на обяснението на значението на тази мерна единица, сравнявайки я с нашите обичайни километри и демонстрирайки мащабите, които Вселена.
Виртуален състезател.
Представете си човек, в нарушение на всички правила, който се втурва по магистралата със скорост от 250 км / ч. За два часа той ще преодолее 500 км, а за четири - цели 1000. Освен ако, разбира се, не се разбие в процеса ...
Изглежда, че това е скоростта! Но за да обиколи целия свят (≈ 40 000 км), нашият ездач ще се нуждае от 40 пъти повече време. И това вече е 4 х 40 = 160 часа. Или почти цяла седмица непрекъснато каране!
Накрая обаче няма да кажем, че е изминал 40 000 000 метра. Тъй като мързелът винаги ни е принуждавал да измисляме и използваме по-кратки алтернативни мерни единици.
Лимит.
от училищен курсфизика всеки трябва да знае, че най-бързият ездач в вселена- светлина. За една секунда лъчът му покрива разстояние от приблизително 300 000 км, а земното кълбо, по този начин, ще обиколи за 0,134 секунди. Това е 4 298 507 пъти по-бързо от нашия виртуален състезател!
от Земятапреди Лунасветлината достига средно за 1,25 s, до слънценеговият лъч ще се втурне за малко повече от 8 минути.
Колосално, нали? Но съществуването на скорости, по-големи от скоростта на светлината, все още не е доказано. Ето защо научният свят реши, че би било логично космическите мащаби да се измерват в единици, които една радиовълна преминава през определени интервали от време (което в частност е светлината).
Разстояния.
По този начин, светлинна година- нищо повече от разстоянието, което един лъч светлина преодолява за една година. В междузвездни мащаби използването на единици за разстояние, по-малки от това, няма много смисъл. И все пак са. Ето техните приблизителни стойности:
1 светлинна секунда ≈ 300 000 км;
1 светлинна минута ≈ 18 000 000 км;
1 светлинен час ≈ 1 080 000 000 км;
1 светлинен ден ≈ 26 000 000 000 км;
1 светлинна седмица ≈ 181 000 000 000 км;
1 светлинен месец ≈ 790 000 000 000 км.
А сега, за да разберете откъде идват числата, нека изчислим на какво е равно едно светлинна година.
Има 365 дни в годината, 24 часа в денонощието, 60 минути в час и 60 секунди в минута. Така една година се състои от 365 x 24 x 60 x 60 = 31 536 000 секунди. Светлината изминава 300 000 км за една секунда. Следователно за една година неговият лъч ще покрие разстояние от 31 536 000 х 300 000 = 9 460 800 000 000 км.
Този номер гласи така: ДЕВЕТ ТРИЛИОНА ЧЕТИРИСТОТИН ШЕСТДЕСЕТ МИЛИАРДА ОСЕМСТОТИН МИЛИАНДАкилометри.
Разбира се, точната стойност светлинна годинамалко по-различно от изчисленото от нас. Но когато се описват разстояния до звезди в научно-популярни статии, по принцип не е необходима най-висока точност и сто или два милиона километра няма да играят специална роля тук.
Сега нека продължим нашите мисловни експерименти...
Везни.
Да приемем, че е модерно космически кораблиста слънчева система с трета космическа скорост (≈ 16,7 km/s). Първият светлинна годинатой ще преодолее след 18 000 години!
4,36 светлинни годинидо най-близката ни звездна система ( Алфа Кентавър, вижте изображението в началото) ще преодолее след около 78 хиляди години!
Нашите галактиката Млечен път, с диаметър приблизително 100 000 светлинни години, то ще премине след 1 милиард 780 милиона години.
