Mange mennesker misforstår hvad et "lysår" er. Selvom det lyder som et tidsmål, fordi det inkluderer år, er det faktisk en afstand. På en måde er det en afstand udtrykt i lysets hastighed, så du kan også have andre målinger som en lysdag eller endda et lyssekund. Dette er dog kun en del af historien, fordi afstande i kosmisk skala kompliceres af udvidelsen af rumtidsstoffet. Det er let at beregne et lysår, gang blot lysets hastighed med antallet af sekunder om et år, men beregning af kosmologiske afstande er ikke helt så let. Objektets rødforskydning er den nemmeste ting at definere objektivt, men der er andre begreber som den fjernende afstand, der også kan være nyttige.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Find afstanden med hensyn til lys ved hjælp af formlen:
dL = ct
Hvorcer lysets hastighed,dL er afstanden, ogter tidsperioden. For et lysår:
Lysår = lysets hastighed × antal sekunder om et år
Kosmologiske afstande kan findes ved hjælp af en kosmologisk regnemaskine og redshift af det pågældende objekt.
Sådan beregnes et lysår eller anden lysafstand
Beregn et lysår ved hjælp af den enkle formel:
\ text {light year} = \ text {light speed} \ times \ text {antal sekunder i et år}
Lysets hastighed får normalt symboletc, og hvis du gange det med en hvilken som helst tid (t) får du den "lysafstand" (dL) ud af beregningen. Så du kunne skrive:
d_L = ct
Lysets hastighed er cirka 2.998 × 108 m / s, så et lysår er:
\ text {light year} = (2.998 \ times 10 ^ 8 \ text {m / s}) \ frac {365.25 \ text {dage}} {\ text {year}} \ frac {24 \ text { hrs}} {\ text {day}} \ frac {60 \ text {min}} {\ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 9.46 \ times10 ^ { 15} \ tekst { m}
Denne beregning brugte 365,25 dage om året til at redegøre for skudår. Tilsvarende er en lysdag:
\ text {light day} = (2.998 \ times 10 ^ 8 \ text {m / s}) \ frac {24 \ text {hrs}} {\ text {day}} \ frac {60 \ text {min}} { \ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 2,59 \ times10 ^ {13} \ text {m}
Kosmologiske afstande og rødskift
Afstande over en kosmologisk skala er komplicerede, fordi hele stoffets rumtid konstant udvides. Så hvis for eksempel et lyssignal fra en fjern galakse kommer mod os, bevæger det sig med lysets hastighed og tager sandsynligvis hundreder af millioner af år at gennemføre rejsen. I løbet af den tid er selve rummet udvidet, og afstanden er således endnu længere, end den ville have været i starten af rejsen. Dette gør det virkelig svært at definere, hvad det virkelig ermidlerat sige noget har rejst en vis afstand gennem rummet. Den "comoving" afstand udvides sammen med plads, så det tegner sig for dette problem, men det er stadig ikke rigtigt til alle formål.
Det mest objektive mål for afstand i rummet er "rødskift". Dette måler, hvor meget lysbølgen har "Strakt ud" (flytter det tættere på den røde ende af spektret) på grund af udvidelsen af rummet under dets rejse. Hvis den bevæger sig længere, vil den have forskudt lysets bølgelængde mere.
Rødskift (z) er defineret som:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}
Hvorλer symbolet for bølgelængde, og abonnementet "obs" og "hvile" betyder den bølgelængde, du observerer, og bølgelængden i henholdsvis referencerammen, hvor den blev udsendt. Du kan finde bølgelængden, da den blev udsendt, baseret på standardværdier opnået i et laboratorium, fordi forskellige stoffer absorberer og udsender lys i bestemte dele af spektret.
Find den kosmologiske afstand
At finde kosmologiske afstande er ret udfordrende. Selvom du kan beregne det, er den bedste tilgang at bruge en kosmologisk regnemaskine med nogle standardparametre, der allerede er indtastet. Indtast rødskiftet til det objekt, du vil finde afstanden til, ved hjælp af de parametre, der er foreslået af lommeregner, og den vil returnere mange afstandsmålinger, herunder komovationsafstanden og lyset tid. Du kan gange lysets rejsetid (konverteret til sekunder, som i det første afsnit) med lysets hastighed for at finde den afstand, som selve lyset er tilbagelagt.