光の距離を計算する方法

多くの人が「光年」とは何かを誤解しています。 時間の目安のように聞こえますが、年が含まれているため、実際には距離です。 ある意味では、光速で表される距離なので、光日や光秒などの他の測定値を使用することもできます。 しかし、時空の構造の拡大によって宇宙規模の距離が複雑になるため、これは話の一部にすぎません。 光年の計算は簡単です。光速に1年の秒数を掛けるだけですが、宇宙距離の計算はそれほど簡単ではありません。 オブジェクトの赤方偏移は客観的に定義するのが最も簡単なことですが、共動距離のような他の概念も役立ちます。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

次の式を使用して、光の観点から距離を求めます。

dL = ​ct

どこc光速です、dL は距離であり、t期間です。 光年の場合:

光年=光速×1年の秒数

宇宙論的距離は、宇宙論的計算機と問題のオブジェクトの赤方偏移を使用して見つけることができます。

光年またはその他の光距離を計算する方法

簡単な式を使用して光年を計算します。

\ text {光年} = \ text {光速} \ times \ text {1年の秒数}

光の速度は通常、記号が付けられていますc、そしてそれを任意の長さの時間で乗算すると(t)、あなたはその「光の距離」を得るでしょう(dL)計算から。 だからあなたは書くことができます:

d_L = ct

光速は約2.998×10です8 m / sなので、光年は次のようになります。

\ 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} \ text { m}

その計算では、うるう年を説明するために年間365。25日を使用しました。 同様に、光日は次のとおりです。

\ 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}

宇宙論的距離と赤方偏移

時空の構造全体が絶えず拡大しているため、宇宙論的スケールを超える距離は複雑です。 したがって、たとえば、遠方の銀河からの光信号が私たちに向かってくると、それは光速で移動し、おそらく旅を完了するのに数億年かかります。 その間、空間自体が拡大し、旅の始まりよりも距離が遠くなりました。 これは、それが実際に何であるかを定義することを本当に難しくします手段何かが宇宙を一定の距離を移動したと言うこと。 「共動」距離はスペースとともに拡大するため、この問題の原因となりますが、それでもすべての目的に適しているわけではありません。

宇宙での距離の最も客観的な尺度は「赤方偏移」です。 これは、光の波がどれだけあるかを測定します その間に空間が膨張するため、「引き伸ばされた」(スペクトルの赤い端に近づく) 旅。 それがさらに進むと、光の波長がさらにシフトします。

Redshift(z) と定義されている:

z = \ frac {\ lambda_ {obs}-\ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}

どこλは波長の記号であり、「obs」と「rest」の下付き文字は、それぞれ、観測する波長と、それが放出された参照フレーム内の波長を意味します。 さまざまな物質がスペクトルの特定の部分で光を吸収および放出するため、ラボで得られた標準値に基づいて放出された波長を見つけることができます。

宇宙論的距離を見つける

宇宙論的な距離を見つけることはかなり挑戦的です。 あなたはそれを計算することができますが、最良のアプローチは、いくつかの標準的なパラメータがすでに入力されている宇宙論的計算機を使用することです。 によって提案されたパラメータを使用して、距離を見つけたいオブジェクトの赤方偏移を入力します 計算機、そしてそれは共動距離と軽い旅行を含む多くの距離測度を返します 時間。 光の移動時間(最初のセクションのように秒に変換)に光の速度を掛けて、光自体が移動した距離を求めることができます。

  • シェア
instagram viewer