Banyak orang salah paham apa itu "tahun cahaya". Meskipun kedengarannya seperti ukuran waktu, karena termasuk tahun, itu sebenarnya jarak. Dalam arti tertentu, ini adalah jarak yang dinyatakan dalam kecepatan cahaya, jadi Anda juga dapat memiliki ukuran lain seperti hari cahaya atau bahkan detik cahaya. Namun, ini hanya sebagian dari cerita, karena jarak pada skala kosmik diperumit oleh perluasan struktur ruang-waktu. Menghitung tahun cahaya itu mudah, cukup kalikan kecepatan cahaya dengan jumlah detik dalam setahun, tetapi menghitung jarak kosmologis tidaklah mudah. Pergeseran merah objek adalah hal termudah untuk didefinisikan secara objektif, tetapi ada konsep lain seperti jarak tempuh yang dapat berguna juga.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Cari jarak dalam hal cahaya menggunakan rumus:
dL = ct
Dimanacadalah kecepatan cahaya,dL adalah jarak, danuntukadalah periode waktu. Untuk satu tahun cahaya:
Tahun cahaya = kecepatan cahaya × jumlah detik dalam setahun
Jarak kosmologis dapat ditemukan dengan menggunakan kalkulator kosmologis dan pergeseran merah dari objek yang bersangkutan.
Cara Menghitung Tahun Cahaya atau Jarak Cahaya Lainnya
Hitung satu tahun cahaya menggunakan rumus sederhana:
\text{tahun cahaya} = \text{kecepatan cahaya}\times \text{jumlah detik dalam setahun}
Kecepatan cahaya biasanya diberi simbolc, dan jika Anda mengalikannya dengan waktu yang lama (untuk), Anda akan mendapatkan "jarak cahaya" (dL) di luar perhitungan. Jadi Anda bisa menulis:
d_L=ct
Kecepatan cahaya sekitar 2,998 × 108 m/s, maka satu tahun cahaya adalah:
\text{tahun cahaya}=(2.998\times 10^8\text{ m/s})\frac{365.25\text{ hari}}{\text{tahun}}\frac{24\text{ hrs}}{\text{hari}}\frac{60\text{ min}}{\text{hr}}\frac{60\text{ s}}{\text{min}}=9,46\times10^{ 15}\teks{ m}
Perhitungan itu menggunakan 365,25 hari per tahun untuk memperhitungkan tahun kabisat. Demikian pula, hari cahaya adalah:
\text{siang hari}=(2.998\times 10^8\text{ m/s})\frac{24\text{ jam}}{\text{hari}}\frac{60\text{ mnt}}{ \text{hr}}\frac{60\text{ s}}{\text{min}}=2,59\times10^{13}\text{ m}
Jarak Kosmologis dan Pergeseran Merah
Jarak pada skala kosmologis rumit karena seluruh struktur ruang-waktu terus berkembang. Jadi, misalnya, jika sinyal cahaya dari galaksi yang jauh datang ke arah kita, ia bergerak dengan kecepatan cahaya dan mungkin membutuhkan waktu ratusan juta tahun untuk menyelesaikan perjalanannya. Selama waktu itu, ruang itu sendiri telah berkembang, sehingga jaraknya bahkan lebih jauh daripada pada awal perjalanan. Ini membuatnya sangat sulit untuk mendefinisikan apa itu sebenarnyacarauntuk mengatakan sesuatu telah menempuh jarak tertentu melalui ruang. Jarak "mendekati" meluas seiring dengan ruang, jadi ini menjelaskan masalah ini, tetapi masih tidak tepat untuk semua tujuan.
Ukuran jarak yang paling objektif di ruang angkasa adalah "pergeseran merah". Ini mengukur seberapa banyak gelombang cahaya memiliki "membentang" (memindahkannya lebih dekat ke ujung merah spektrum) karena perluasan ruang selama perjalanan. Jika bergerak lebih jauh, itu akan menggeser panjang gelombang cahaya lebih banyak.
Pergeseran merah (z) didefinisikan sebagai:
z=\frac{\lambda_{obs}-\lambda_{istirahat}}{\lambda_{istirahat}}
Dimanaλadalah simbol untuk panjang gelombang dan subskrip "obs" dan "istirahat" berarti panjang gelombang yang Anda amati, dan panjang gelombang dalam kerangka referensi tempat ia dipancarkan, masing-masing. Anda dapat menemukan panjang gelombang ketika dipancarkan berdasarkan nilai standar yang diperoleh di laboratorium karena zat yang berbeda menyerap dan memancarkan cahaya di bagian spektrum tertentu.
Menemukan Jarak Kosmologis
Menemukan jarak kosmologis cukup menantang. Meskipun Anda dapat menghitungnya, pendekatan terbaik adalah menggunakan kalkulator kosmologis dengan beberapa parameter standar yang sudah dimasukkan. Masukkan pergeseran merah objek yang ingin Anda cari jaraknya, menggunakan parameter yang disarankan oleh by kalkulator, dan itu akan mengembalikan banyak ukuran jarak, termasuk jarak tempuh dan perjalanan cahaya waktu. Anda dapat mengalikan waktu tempuh cahaya (diubah menjadi detik, seperti pada bagian pertama) dengan kecepatan cahaya untuk menemukan jarak yang ditempuh oleh cahaya itu sendiri.