Что такое световой год, какое это расстояние в километрах и для чего он используется

Размеры видимой вселенной очень велики. А той, которую мы пока не можем увидеть, еще больше. И измерять ее размер в стандартных километрах или метрах – это получать невообразимое количество цифр. Поэтому для таких расстояний ввели новую единицу – световой год. И это мера именно длины, а не времени, как может показаться из названия.

Световой год — это мера расстояния

Хоть в названии этой единицы присутствует слово «год», а «год» — это величина, измеряющая время, «световой год» — является величиной измеряющей расстояние.

Представьте себе ситуацию: вы едите на машине со скоростью 100 км/ч. И до соседнего города как раз 100 километров. Следовательно, вы доедите туда ровно за один час (без учета пробок и т.п.). Выходит, что расстояние до соседнего города равно «1 часу езды на машине».

Но машина может ехать с разной скоростью, и тут бы надо уточнить при какой именно скорости. Поэтому пользоваться таким определением расстояния не очень удобно.

Световой год общие сведения

Как известно, из теории относительности Эйнштейна скорость света является инвариантом – неизменной величиной, независящей от выбора системы отсчета. То есть неважно, находитесь вы на Земле или мчитесь сквозь пространство на космическом корабле, чья скорость близка к скорости света, и в том, и в другом случае скорость света будет одна и та же.
А это значит, что тот путь, который пройдет свет за определенное время, всегда будет точно известен – ведь скорость света неизменна.

Таким образом, световой год – это расстояние, которое проходит свет в вакууме за время, равное одному юлианскому году (365 с четвертью дней).

Скорость света

Скорость света величина конечная, хоть это сложно представить. За одну секунду свет проходит расстояние 299792458 метров, т.е. его скорость равна 299792458 м/с или 1079252848,8 км/ч или 299792,458 км/с.

Скорость света считается непреодолимой скоростью для физических тел (по крайней мере, в нашей части Вселенной). Единственный, кто может двигаться с такой скоростью — это безмассовый фотон.

Со скоростью света бьют молнии, течет ток в проводах и распространяются электромагнитные волны.

Как определили скорость света

С какой скоростью свет достигает темных уголков комнаты при зажигании свечи – всегда интересовала людей. Но самые первые размышления на эту тему приходили к выводу, что скорость света мгновенная.

Однако, это не так.

И первым, кто решил узнать точную цифру, стал Олаф Ремер. В 1676 году, наблюдая за спутником Юпитера Ио, он заметил, что время, которое длится затмение Юпитером спутника зависит от того, как именно находятся Земля и Юпитер. Если наша планета близка к самой большой планете, то временной промежуток уменьшается. И наоборот, если дальше – увеличивается.

Ремер получил значение скорости света 214000 км/с. Такое расхождение обусловлено грубостью тогдашних приборов измерения.

В 1728 году Джеймс Бредли получил максимально близкую величину скорости света – 301000 км/с. Он измерял положение звезды относительно того, как Земля обращается вокруг Солнца.

В 1849 году, в земных условиях, измерением скорости света занялся Арман Физо. Французский физик пропускал луч света через диск с зубчиками, который отражался от зеркала и возвращался обратно, проходя расстояние 8 километров. Его измерения дали значение 315000 км/с.

Многие физики и астрономы измеряли скорость света и получали значения максимально близкое к истинному. И только в 1983 году на Генеральной конференции по мерам и весам была принято окончательное значение, ставшее фундаментальным в физике.

Чему равен 1 световой год в километрах

Так как мы уже выяснили, что световой год – это расстояние, то для перевода в километры надо сделать следующее:

1. Перевести дни года в часы ​\( 365,25 * 24=8766 \)​ часов.
2. Умножаем скорость света, измеряемую в километрах на количество часов ​\( 1079252848,8 * 8766=9460730472580,8 \)​ километров или 9,46 триллионов км.

Таким образом, если вы едите на машине со скоростью 100 км/ч, то один световой год преодолевается за 10799920,63 года.

Если же двигаться со скоростью МКС (7,9 км/с), то световой год будет пройден за 37 974,4 года, т.е. за 37 тыс. лет.

Чему равен 1 световой год

Не так часто, но все же используются такие величины расстояний:

Сколько световых лет от Солнца до Земли

Для определения расстояния между Солнцем и Землей в световых годах, надо расстояние до Солнца поделить на скорость света, получим 499 секунд = 8,3 минуты = 0,0000158 световых лет. Таким образом, свет от Солнца до Земли идет 8 минут и 18 секунд.

Сколько световых лет от Земли до Луны

Аналогичную процедуру надо сделать и здесь. Поделив расстояние от Луны до Земли на скорость света, получаем 1,28 секунды = 0,02 минуты = 0,00000004 световых лет.

Подобные расстояние слишком малы, для того чтобы измерять их в световых годах.

Зачем нужны световые годы

Такая единица необходима, чтобы можно было измерить расстояния за пределами Солнечной системы, когда в километрах это делать уже просто неудобно.

Например, Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 светового года.

Остальные видимые звезды и того дальше. Не исключено, что этих звезд уже нет, но свет от них мы продолжаем наблюдать, тем самым «заглядывая в прошлое» Вселенной.

Альтернативы световым годам

Но даже столь невообразимое по своей величине расстояние не всегда удобно для измерения дальнего космоса. Для этого астрономы ввели новую величину – парсек – который равен 3,26 световым годам или 30,857 триллионов километров.

Примеры расстояний в световых годах

Продолжая отвечать на вопрос «Зачем нужны световые года?» можно привести примеры расстояний, которые в световых годах не требуют слишком много цифр. Например:

Еще больше космоса и интересных фактов в телеграмм-канале.