Paljud inimesed saavad valearusaamast valesti aru. Ehkki see kõlab nagu ajamõõt, sest see sisaldab aastat, on see tegelikult distants. Mõnes mõttes on see valguse kiiruses väljendatud vahemaa, nii et saate kasutada ka muid meetmeid, nagu valguspäev või isegi valgus sekund. See on siiski vaid osa loost, sest kosmilises mastaabis olevaid vahemaid komplitseerib aegruumi kanga paisumine. Valgusaasta arvutamine on lihtne, korrutades lihtsalt valguse kiiruse sekundite arvuga aastas, kuid kosmoloogiliste kauguste arvutamine pole nii lihtne. Objekti punast nihet on kõige lihtsam objektiivselt määratleda, kuid võib olla ka teisi mõisteid, näiteks kaugus kaugusest, mis võivad olla kasulikud.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Leidke valguskaugus valemi abil:
dL = ct
Kuscon valguse kiirus,dL on kaugus jaton ajavahemik. Kerge aasta jaoks:
Valgusaasta = valguskiirus × sekundite arv aastas
Kosmoloogilisi kaugusi saab leida kosmoloogilise kalkulaatori ja kõnealuse objekti punase nihke abil.
Kuidas arvutada valgusaasta või muu valguskaugus
Valgusaasta arvutamiseks kasutage lihtsat valemit:
\ text {valgusaasta} = \ text {valguskiirus} \ korda \ text {sekundite arv aastas}
Valguskiirusele antakse tavaliselt sümbolcja kui korrutate selle mis tahes ajaga (t), saate selle "valguskauguse" (dL) arvutusest välja. Nii võiksite kirjutada:
d_L = ct
Valguskiirus on ligikaudu 2,998 × 108 m / s, seega on valgusaasta:
\ text {valgusaasta} = (2.998 \ korda 10 ^ 8 \ text {m / s}) \ frac {365.25 \ text {päeva}} {\ text {aasta}} \ frac {24 \ text { hrs}} {\ text {day}} \ frac {60 \ text {min}} {\ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 9.46 \ times10 ^ { 15} \ text { m}
Selles arvutuses kasutati hüppeaastate arvestamiseks 365,25 päeva aastas. Samamoodi on valguspäev:
\ text {light day} = (2.998 \ korda 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 \ korda10 ^ {13} \ text {m}
Kosmoloogilised kaugused ja punane nihe
Kaugused kosmoloogilises skaalas on keerulised, kuna kogu aegruumi kude laieneb pidevalt. Nii et näiteks kui kaugele tulevast galaktikast tulev valgusignaal tuleb meie poole, liigub see valguskiirusel ja teekonna läbimiseks kulub tõenäoliselt sadu miljoneid aastaid. Selle aja jooksul on ruum ise laienenud ja nii on vahemaa veelgi kaugem, kui see oleks olnud reisi alguses. Seetõttu on väga raske määratleda, mis see tegelikult ontähendabmidagi öelda on kosmoses teatud vahemaa läbinud. "Comoving" kaugus laieneb koos ruumiga, nii et see kajastab seda probleemi, kuid see pole siiski õige kõigil eesmärkidel.
Kõige objektiivsem kauguse mõõtmine ruumis on punane nihe. See mõõdab, kui palju valguslainel on "Välja venitatud" (liigutades selle spektri punasele otsale lähemale), kuna ruumi laienemine selle ajal teekond. Kui see liigub kaugemale, on see valguse lainepikkust rohkem nihutanud.
Punane nihe (z) on määratletud järgmiselt:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {ülejäänud}} {\ lambda_ {ülejäänud}}
Kusλon lainepikkuse sümbol ning “obs” ja “rest” abonendid tähendavad lainepikkust, mida jälgite, ja lainepikkust võrdlusraamis vastavalt sellele, kus see eraldati. Lainepikkuse, kui see eraldati, leiate laboris saadud standardväärtuste põhjal, kuna erinevad ained neelavad ja kiirgavad valgust spektri konkreetsetes osades.
Kosmoloogilise kauguse leidmine
Kosmoloogiliste vahemaade leidmine on päris keeruline. Ehkki saate selle välja arvutada, on parim lähenemine kasutada kosmoloogilist kalkulaatorit, kuhu on juba sisestatud mõned standardparameetrid. Sisestage objekti punane nihe, mille kauguseni soovite jõuda, kasutades soovitatud parameetreid kalkulaator ja see tagastab paljud kaugusemõõdud, sealhulgas liitumiskauguse ja kerge läbisõidu aeg. Valguse enda läbitud vahemaa leidmiseks võite korrutada kerge reisi aja (teisendatud sekunditeks, nagu esimeses lõigus) valguse kiirusega.
