stringtranslate.com

Световой год

Световой год , также называемый световым годом ( ly или lyr [3] ), — это единица длины, используемая для выражения астрономических расстояний и равная в точности9 460 730 472 580 .8 км , что составляет приблизительно 5,88 триллиона миль. Согласно определению Международного астрономического союза (МАС), световой год — это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один юлианский год (365,25 дня). [2] Несмотря на включение слова «год», этот термин не следует неправильно толковать как единицу времени . [4]

Световой год чаще всего используется при выражении расстояний до звезд и других расстояний в галактическом масштабе, особенно в неспециализированных контекстах и ​​научно-популярных публикациях. [4] Единица, наиболее часто используемая в профессиональной астрономии, — парсек (символ: пк, около 3,26 светового года). [2]

Определения

Согласно определению Международного астрономического союза (МАС), световой год является произведением юлианского года [примечание 1] (365,25 дня, в отличие от григорианского года продолжительностью 365,2425 дня или тропического года продолжительностью 365,24219 дня , которые оба приблизительно равны) и скорости света (299 792 458  м/с ). [примечание 2] Оба эти значения включены в Систему астрономических констант МАС (1976) , используемую с 1984 года. [6] Из этого можно вывести следующие преобразования:

Аббревиатура, используемая Международным астрономическим союзом для обозначения светового года, — «ly» [2]. Международные стандарты, такие как ISO 80000:2006 (теперь замененный), используют «ly» [7] [8], а также часто встречаются местные сокращения, такие как «al» во французском, испанском и итальянском языках (от année-lumière , año luz и anno luce соответственно), «Lj» в немецком языке (от Lichtjahr ) и т. д.

До 1984 года тропический год (не юлианский год) и измеренная (не определенная) скорость света были включены в Систему астрономических констант МАС (1964), использовавшуюся с 1968 по 1983 год. [9] Произведение среднего тропического года Саймона Ньюкомба J1900.031 556 925 .9747 эфемеридных секунд и скорость света299 792 .5 км/с произвел световой год9,460 530 × 10 15  м (округленное до семи значащих цифр скорости света), найденное в нескольких современных источниках [10] [11] [12], вероятно, было получено из старого источника, такого как справочник CW Allen 1973 Astrophysical Quantities , [13] , который был обновлен в 2000 году, включая значение IAU (1976), приведенное выше (усеченное до 10 значащих цифр). [14]

Другие высокоточные значения не выводятся из согласованной системы МАС. Значение9,460 536 207 × 10 15  м , встречающееся в некоторых современных источниках [15] [16], является произведением среднего григорианского года (365,2425 дней или31 556 952  с ) и определенная скорость света (299 792 458  м/с ). Другое значение,9,460 528 405 × 10 15  м , [17] является произведением среднего тропического года J1900.0 и определенной скорости света.

Сокращения, используемые для световых лет и кратных световым годам величин:

История

Единица измерения световой год появилась через несколько лет после первого успешного измерения расстояния до звезды, отличной от Солнца, Фридрихом Бесселем в 1838 году. Звезда была 61 Лебедя , и он использовал 160-миллиметровый (6,2 дюйма) гелиометр, разработанный Йозефом фон Фраунгофером . Самой большой единицей измерения расстояний в пространстве в то время была астрономическая единица , равная радиусу орбиты Земли в 150 миллионов километров (93 миллиона миль). В этих терминах тригонометрические вычисления, основанные на параллаксе 61 Лебедя в 0,314 угловых секунд, показали, что расстояние до звезды составляет 660 000 астрономических единиц (9,9 × 10 13  км; 6,1 × 10 13  миль). Бессель добавил, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть это расстояние. [23] Он осознавал, что его читателям понравится мысленная картина приблизительного времени прохождения света, но он воздержался от использования светового года в качестве единицы. Он мог сопротивляться выражению расстояний в световых годах, потому что это снизило бы точность его данных параллакса из-за умножения на неопределенный параметр скорости света.

Скорость света еще не была точно известна в 1838 году; оценка ее значения изменилась в 1849 году ( Физо ) и 1862 году ( Фуко ). Она еще не считалась фундаментальной константой природы, и распространение света через эфир или пространство все еще оставалось загадкой.

Единица измерения светового года появилась в 1851 году в популярной немецкой астрономической статье Отто Уле. [24] Уле объяснил странность названия единицы измерения расстояния, заканчивающегося на «год», сравнив ее с часом ходьбы ( Wegstunde ).

В популярной немецкой астрономической книге того времени также отмечалось, что световой год — странное название. [25] В 1868 году английский журнал назвал световой год единицей, используемой немцами. [26] Эддингтон назвал световой год неудобной и неактуальной единицей, которая иногда проникала из популярного использования в технические исследования. [27]

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 звездами в одной и той же области, например, принадлежащими к одному спиральному рукаву или шаровому скоплению . Сами галактики имеют диаметр от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч световых лет и отделены от соседних галактик и скоплений галактик миллионами световых лет. Расстояния до таких объектов, как квазары и Великая стена Слоуна, достигают миллиардов световых лет.

Связанные единицы

Расстояния между объектами в пределах звездной системы, как правило, составляют малые доли светового года и обычно выражаются в астрономических единицах . Однако меньшие единицы длины могут быть также образованы с пользой путем умножения единиц времени на скорость света. Например, световая секунда , полезная в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике, равна в точности299 792 458 метров или ⁠1/31 557 600⁠ светового года. Такие единицы, как световая минута, световой час и световой день, иногда используются в научно-популярных публикациях. Световой месяц, примерно одна двенадцатая светового года, также иногда используется для приблизительных измерений. [37] [38] Планетарий Хейдена определяет световой месяц более точно, как 30 дней времени прохождения света. [39]

Свет проходит расстояние примерно в один фут за наносекунду ; термин «световой фут» иногда используется как неформальная мера времени. [40]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Один юлианский год составляет ровно 365,25 дней (или31 557 600  с на основе дня ровно86 400 секунд СИ ) [5]
  2. ^ Скорость света точно равна299 792 458  м/с по определению метра.

Ссылки

  1. ^ «Вселенная в пределах 12,5 световых лет – Ближайшие звезды». www.atlasoftheuniverse.com . Получено 2 апреля 2022 г. .
  2. ^ abcde Международный астрономический союз, Измерение Вселенной: МАС и астрономические единицы , получено 10 ноября 2013 г.
  3. ^ Mutel, RL; Aller, HD; Phillips, RB (1981). «Миллиарксекундная структура BL Lac во время вспышки». Nature . 294 (5838): 236–238. Bibcode :1981Natur.294..236M. doi :10.1038/294236a0.
  4. ^ ab Брюс МакКлур (31 июля 2018 г.). «Как далеко находится световой год?». EarthSky . Получено 15 октября 2019 г. .
  5. ↑ Рекомендации МАС относительно единиц, архивировано с оригинала 16 февраля 2007 г.
  6. ^ «Избранные астрономические константы, заархивированные 26 июля 2014 г. на Wayback Machine » в Astronomical Almanac , стр. 6.
  7. ^ ISO 80000-3:2006 Величины и единицы – Пространство и время
  8. ^ IEEE/ASTM SI 10-2010, Американский национальный стандарт метрической практики
  9. ^ П. Кеннет Зайдельман, ред. (1992), Пояснительное приложение к Астрономическому альманаху, Милл-Вэлли, Калифорния: University Science Books, стр. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
  10. ^ Основные константы, Sierra College
  11. ↑ Марк Соваж, Таблица астрономических констант, архивировано из оригинала 11 декабря 2008 г.
  12. ^ Роберт А. Браеуниг, Основные константы
  13. ^ CW Allen (1973), Астрофизические величины (третье изд.), Лондон: Athlone, стр. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
  14. ^ Артур Н. Кокс, ред. (2000), Астрофизические величины Аллена (четвертое изд.), Нью-Йорк: Springer-Valeg, стр. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
  15. ^ Ник Штробель, Астрономические константы
  16. ^ KEK B, Astronomical Constants, архивировано из оригинала 9 сентября 2007 г. , извлечено 5 ноября 2008 г.
  17. ^ Томас Сиртес (1997), Прикладной размерный анализ и моделирование, Нью-Йорк: McGraw-Hill, стр. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
  18. ^ Коминс, Нил Ф. (2013), Discovering the Essential Universe (пятое изд.), WH Freeman, стр. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
  19. ^ Виолле 1994
  20. ^ Хассани, Садри (2010), От атомов к галактикам, CRC Press, стр. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
  21. ^ Деза, Мишель Мари; Деза, Елена (2016), Энциклопедия расстояний (четвертое издание), Springer, стр. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
  22. ^ Санчес и др. 2022
  23. ↑ Бессель, Фридрих (1839). «О параллаксе звезды 61 Лебедя». Лондонский и Эдинбургский философский журнал и научный журнал . 14 : 68–72.Утверждение Бесселя о том, что свету требуется 10,3 года, чтобы преодолеть это расстояние.
  24. ^ Уле, Отто (1851). «Был в ден Штернен лесен». Немецкий музей: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben . 1 : 721–738.
  25. ^ Дистервег, Адольф Вильгельм (1855). Популярные Himmelskunde u. астрономическая география. п. 250.
  26. ↑ Студент и интеллектуальный обозреватель науки, литературы и искусства. Том 1. Лондон: Groombridge and Sons. 1868. С. 240.
  27. ^ "Звездные движения и структура Вселенной" . Получено 1 ноября 2014 г.
  28. ^ "Глава 1, Таблица 1-1", Конвенции IERS (2003)
  29. ^ ГДЕ ПУТЕШЕСТВЕННИКИ? , получено 14 октября 2014 г.
  30. ^ NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space , получено 14 октября 2014 г.
  31. ^ NASA , Космические шкалы расстояний – Ближайшая звезда
  32. ^ "Проксима Центавра (Глизе 551)", Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов
  33. ^ "Ближайшие к одиночной звезде типа Солнца планеты Тау Кита". BBC News . 19 декабря 2012 г. Получено 1 ноября 2014 г.
  34. ^ Туоми, Микко; Джонс, Хью РА; Дженкинс, Джеймс С.; Тинни, Крис Г.; 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.; Солтер, Грэм С.; Пинфилд, Дэвид (март 2013 г.). "Сигналы, встроенные в шум радиальной скорости: периодические вариации 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.
  35. ^ Эйзенхауэр, Ф.; Шдель, Р.; Генцель, Р.; Отт, Т.; Теца, М.; Абутер, Р.; Эккарт, А.; Александер, Т. (2003), "Геометрическое определение расстояния до центра Галактики", The Astrophysical Journal , 597 (2): L121, arXiv : astro-ph/0306220 , Bibcode : 2003ApJ...597L.121E, doi : 10.1086/380188, S2CID  16425333
  36. ^ Макнамара, Д. Х.; Мэдсен, Дж. Б.; Барнс, Дж.; Эриксен, Б. Ф. (2000), «Расстояние до Галактического центра», Публикации астрономического общества Тихого океана , 112 (768): 202, Bibcode : 2000PASP..112..202M, doi : 10.1086/316512
  37. ^ Фудзисава, К.; Иноуэ, М.; Кобаяши, Х.; Мурата, Ю.; Вадзима, К.; Камено, С.; Эдвардс, П.Г.; Хирабаяши, Х.; Моримото, М. (2000), «Большой угол отклонения струи светового месяца в Центавре A», Публикации Астрономического общества Японии , 52 (6): 1021–26, Бибкод : 2000PASJ...52.1021F, doi : 10.1093/pasj/52.6.1021 , заархивировано из оригинала 2 сентября 2009 г.
  38. ^ Junor, W.; Biretta, JA (1994), "Внутренний световой месяц струи M87", в Zensus, J. Anton; Kellermann; Kenneth I. (ред.), Компактные внегалактические радиоисточники, Труды семинара NRAO, состоявшегося в Сокорро, Нью-Мексико, 11–12 февраля 1994 г. , Грин-Бэнк, Западная Вирджиния: Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), стр. 97, Bibcode : 1994cers.conf...97J
  39. ^ Время и расстояние распространения света. Планетарий Хейдена. Доступно в октябре 2010 г.
  40. ^ Дэвид Мермин (2009). Время пришло: понимание теории относительности Эйнштейна. Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press. стр. 22. ISBN 978-0-691-14127-5.

Внешние ссылки

Послушайте эту статью ( 2 минуты )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 27 июня 2005 года и не отражает последующие правки. ( 2005-06-27 )
( Аудиопомощь  · Больше устных статей )