02.08.2017
0
396

Что такое «Световой год»?

В то время как большая часть космоса остается загадочной и неизведанной, мы точно знаем что он велик. Невероятно велик. Для количественной оценки простор космоса, существует единица — световой год.
Что же это означает?

Хотя «световой год» звучит, как единица времени, на самом деле — это мера расстояния. Световой год — это длина пространства, которую свет проходит за год.
В частности, Международный астрономический Союз определяет световой год как расстояние, которое свет проходит за 365.25 дня.

Аналогичным образом можно описать движение автомобиля, как 96.56 км/ч — расстояние, которое автомобиль проезжает по шоссе за час. На самом деле, мы часто говорим людям о расстоянии с точки зрения времени — «я отойду на 10 минут», например. Термин «световой год» был изобретен, потому что, попросту говоря, эквиваленты расстояния в милях, метрах или километрах были огромными.

Но насколько огромными? Свет проходит 299,792.5 километров за секунду. Расстояние до ближайшей звезды составляет 4.3 световых года, или 40.7 трлн км. Можете себе представить, насколько неудобно использование стандартных единиц измерения.

Первое упоминание о световых годах датируется 1838 годом немецким ученым Фридрихом Бессель. Он измерил расстояние до звезды под названием 61 Лебедя, и получил расстояние равное 660,000 орбитальным радиусам Земли. Он отметил, что свету понадобится около 10 лет, чтобы добраться туда, но ему не нравился термин «световой год». (Одной из причиной этого было то, что в то время было не совсем понятно, является ли скорость света фундаментальной константой природы). В 1851 году, этот термин впервые появился в Германии, в астрономическом сборнике Lichtjare. Позже, астрономы утвердили «световой год» как единицу измерения, которая сейчас является очень популярный и в научной литературе.

Световой год конкурирует с единицей измерения парсеком (3.26 световых лет), название которого образовано от слов параллакс и секунда. Параллакс-секунда это число угловых секунд (1 / 3600th градуса) смещения видимого положения звезды при измерении расстояния. То есть парсек равен расстоянию до объекта, годичный тригонометрический параллакс (изменение координат звезды, вызванное изменением положения наблюдателя из-за обращения Земли вокруг Солнца), который равен одной угловой секунде. Британский астрофизик Артур Эддингтон, видный ученый в начале 20-го века, предпочитал парсек, так как говорить световой год «неудобно». Однако, последний проиграл эту битву.

Световые года можно разделить на световые дни, часы или даже световые секунды, хотя эти единицы используются реже. Солнце находится в 8 световых минутах от нас, а это означает, что свету необходимо 8 минут, чтобы чтобы достигнуть Земли.

Все это зависит от знаний скорости света, а ее оказывается очень трудно измерить, так как свет двигается довольно быстро. Галилей совершил первую попытку в 1638 году, и описал эксперимент, в котором один человек закрывает фонарь, а другой на башне на некотором расстоянии пытается засечь время, за которое свет достигнет точку назначения. Эксперимент провалился, и Галилей смог объяснить это тем, что скорость света настолько велика, что ни человеческие рефлексы, ни секундомер не в силах были его засечь (он предложил оценку для скорости света, как минимум в 10 раз больше скорости звука, но это было лишь предположение).

Датский астроном Оле Рёмер  в 1676 году был в состоянии сделать оценку, используя синхронизацию затмений спутника Юпитера Ио. Позже, в 1729 году, Джеймс Брэдли использовал явление, получившее название звездной аберрации, в котором видимые положения звезд на небе, кажется, немного меняются в зависимости от движения Земли, что помогло получить ему более близкую оценку скорости света. Ученые продолжали уточнять эти оценки, и в 1860-е годы шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл показал, что электромагнитные волны движутся с определенной скоростью в вакууме. Эта скорость является постоянной величиной, а в то время, большинство физиков думали о свете, как о волне.

Теперь мы знаем, что это не так: свет может быть как волной, так и частицей.

И, наконец, в 1905 году, специальная теория относительности Альберта Эйнштейна поставила точку в этом вопросе, утверждая, что свет всегда движется с одной и той же скоростью, независимо от места наблюдателя. Это был большой шаг, потому что внезапно, скорость света стала одной из констант Вселенной — и, таким образом, стала более полезной и удобной для измерения расстояний.

Оригинал статьи в журнале Live Science.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
396

Подписаться на рассылку


Подписаться на рассылку


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: