אנשים רבים לא מבינים מהי "שנת אור". למרות שזה נשמע כמו מדד זמן, מכיוון שהוא כולל שנה, זה למעשה מרחק. במובן מסוים, זהו מרחק המתבטא במונחי מהירות האור, כך שתוכלו לקבל מדדים אחרים כמו אור יום או אפילו שניית אור. עם זאת, זהו רק חלק מהסיפור, מכיוון שהמרחקים בקנה מידה קוסמי מסובכים על ידי הרחבת מארג המרחב-זמן. חישוב שנת אור הוא קל, פשוט הכפל את מהירות האור במספר השניות בשנה, אך חישוב מרחקים קוסמולוגיים לא ממש קל. השינוי האדום של האובייקט הוא הדבר הקל ביותר להגדרה אובייקטיבית, אך ישנם מושגים אחרים כמו מרחק הכניסה שיכולים להיות שימושיים גם כן.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
מצא את המרחק במונחי אור באמצעות הנוסחה:
דל = ct
איפהגהיא מהירות האור,דל הוא המרחק, וtהוא פרק הזמן. לשנה קלה:
שנת אור = מהירות האור × מספר שניות בשנה
מרחקים קוסמולוגיים ניתן למצוא באמצעות מחשבון קוסמולוגי והזזה אדומה של האובייקט המדובר.
כיצד לחשב שנת אור או מרחק אור אחר
חישב שנת אור באמצעות הנוסחה הפשוטה:
\ text {light year} = \ text {speed of light} \ times \ text {מספר שניות בשנה}
במהירות האור ניתן בדרך כלל את הסמלג, ואם תכפיל אותו לאורך זמן כלשהו (t), תקבל את "מרחק האור" (דל) מתוך החישוב. אז אתה יכול לכתוב:
d_L = ct
מהירות האור היא בערך 2.998 × 108 m / s, אז שנת אור היא:
\ text {light year} = (2.998 \ times 10 ^ 8 \ text {m / s}) \ frac {365.25 \ text {days}} {\ text {year}} \ frac {24 \ text { hrs}} {\ text {day}} \ frac {60 \ text {min}} {\ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 9.46 \ times10 ^ { 15} \ טקסט { M}
בחישוב זה השתמשו ב 365.25 ימים בשנה לחשבונם של שנות מעוברות. באופן דומה, אור יום הוא:
\ 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}
מרחקים קוסמולוגיים והסעה אדומה
מרחקים בקנה מידה קוסמולוגי מסובכים מכיוון שכל מרקם המרחב-זמן מתרחב כל הזמן. כך, למשל, אם אות אור מגלקסיה רחוקה מגיע אלינו, הוא נע במהירות האור וככל הנראה לוקח מאות מיליוני שנים להשלים את המסע. באותה תקופה המרחב עצמו התרחב, ולכן המרחק עוד יותר מכפי שהיה בתחילת הדרך. זה מקשה באמת להגדיר מה זה באמתאומרלומר שמשהו עבר מרחק מסוים בחלל. המרחק ה"נודד "מתרחב יחד עם מקום, ולכן הוא מהווה בעיה זו, אך הוא עדיין לא מתאים לכל המטרות.
המדד האובייקטיבי ביותר למרחק בחלל הוא "הסטה אדומה". זה מודד כמה יש גל האור "נמתח" (מקרב אותו לקצה האדום של הספקטרום) בגלל התרחבות החלל במהלכו מסע. אם הוא עובר רחוק יותר, הוא יעביר את אורך הגל של האור יותר.
Redshift (z) זה מוגדר כ:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}
איפהλהוא הסמל לאורכי הגל ולמנויים "אובס" ו"מנוחה "פירושם אורך הגל שאתה צופה בו, ואורך הגל במסגרת הייחוס בו הוא נפלט, בהתאמה. אתה יכול למצוא את אורך הגל כאשר הוא נפלט על סמך ערכים סטנדרטיים שהתקבלו במעבדה מכיוון שחומרים שונים סופגים ופולטים אור בחלקים ספציפיים של הספקטרום.
מציאת המרחק הקוסמולוגי
למצוא מרחקים קוסמולוגיים הוא די מאתגר. למרות שאתה יכול לחשב את זה, הגישה הטובה ביותר היא להשתמש במחשבון קוסמולוגי עם כמה פרמטרים סטנדרטיים שכבר קלטו. הזן את השינוי האדום של האובייקט שאליו ברצונך למצוא את המרחק, באמצעות הפרמטרים שהציעו ה- מחשבון, והוא יחזיר אמצעי מרחק רבים, כולל מרחק הכניסה ומסע האור זְמַן. ניתן להכפיל את זמן הנסיעה האור (המומר לשניות, כמו בחלק הראשון) במהירות האור כדי למצוא את המרחק שעבר האור עצמו.