Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Cum se calculează un an lumină sau o altă distanță de lumină
- Distanțe cosmologice și redshift
- Găsirea distanței cosmologice
Mulți oameni înțeleg greșit ce este un „an lumină”. Deși sună ca o măsură de timp, pentru că include anul, este de fapt o distanță. Într-un anumit sens, este o distanță exprimată în ceea ce privește viteza luminii, așa că poți avea și alte măsuri precum o zi lumină sau chiar o secundă de lumină. Cu toate acestea, aceasta este doar o parte a poveștii, deoarece distanțele la scară cosmică sunt complicate de extinderea țesăturii spațiului-timp. Calculul unui an lumină este ușor, pur și simplu înmulțiți viteza luminii cu numărul de secunde într-un an, dar calcularea distanțelor cosmologice nu este chiar atât de ușoară. Redshift-ul obiectului este cel mai ușor lucru de definit în mod obiectiv, dar există și alte concepte precum distanța comoving care poate fi utilă și.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Găsiți distanța în termeni de lumină folosind formula:
dL = CT
Unde c este viteza luminii, dL este distanța și T este perioada de timp. Pentru un an lumină:
Anul lumină = viteza luminii × numărul de secunde dintr-un an
Distanțele cosmologice pot fi găsite folosind un calculator cosmologic și redshift al obiectului în cauză.
Cum se calculează un an lumină sau o altă distanță de lumină
Calculați un an lumină utilizând formula simplă:
Anul lumină = viteza luminii × numărul de secunde dintr-un an
Viteza luminii este, de obicei, dată simbolul cși dacă îl multiplicați cu orice perioadă de timp (T), veți obține acea „distanță de lumină” (dL) din calcul. Deci, puteți scrie:
dL = CT
Viteza luminii este de aproximativ 2.998 × 108 metri pe secundă, deci un an lumină este:
Anul luminos = 2.998 × 108 m / s × 365,25 zile / an × 24 ore / zi × 60 minute / oră × 60 secunde / minut
= 9.46 × 1015 m
Acest calcul a folosit 365,25 zile pe an pentru a contabiliza ani buni. În mod similar, o zi lumină este:
Ziua ușoară = 2.998 × 108 m / s × 24 ore / zi × 60 minute / oră × 60 secunde / minut
= 2.59 × 1013 m
Distanțe cosmologice și redshift
Distanțele pe o scară cosmologică sunt complicate, deoarece întregul material al spațiului-timp este în continuă expansiune. Așadar, de exemplu, dacă un semnal luminos dintr-o galaxie îndepărtată vine spre noi, se mișcă cu viteza luminii și, probabil, durează sute de milioane de ani pentru a finaliza călătoria. În acest timp, spațiul în sine s-a extins și astfel distanța este chiar mai departe decât ar fi fost la începutul călătoriei. Acest lucru face cu adevărat greu de definit ceea ce este într-adevăr mijloace a spune că ceva a parcurs o anumită distanță prin spațiu. Distanța „comoving” se extinde odată cu spațiul, astfel încât aceasta reprezintă această problemă, dar încă nu este corect pentru toate scopurile.
Cea mai obiectivă măsură a distanței în spațiu este „redshift-ul”. Aceasta măsoară cât de mult valul de lumină s-a „întins” (mutându-l mai aproape de capătul roșu al spectrului) din cauza extinderii spațiului în timpul călătoriei sale. Dacă se deplasează mai departe, va fi schimbat mai mult lungimea de undă a luminii.
Tura roșie (z) este definit ca:
z = (λObs – λodihnă) / λodihnă
Unde λ este simbolul lungimii de undă și al abonamentelor „obs” și „rest” înseamnă lungimea de undă pe care o observați, respectiv lungimea de undă din cadrul de referință unde a fost emis. Puteți găsi lungimea de undă când a fost emisă pe baza valorilor standard obținute într-un laborator, deoarece diferite substanțe absorb și emit lumină în anumite părți ale spectrului.
Găsirea distanței cosmologice
Găsirea distanțelor cosmologice este destul de dificilă. Deși îl poți calcula, cea mai bună abordare este să folosești un calculator cosmologic cu unii parametri standard deja introduși. Introduceți redshift-ul obiectului la care doriți să găsiți distanța, folosind parametrii sugerați de calculator și va întoarce numeroase măsuri de distanță, inclusiv distanța comoving și timpul de deplasare ușoară. Puteți înmulți timpul de deplasare a luminii (convertit în secunde, ca în prima secțiune) cu viteza luminii pentru a găsi distanța parcursă de lumina în sine.