ბევრს არასწორად ესმის, რა არის "სინათლის წელი". მიუხედავად იმისა, რომ ჟღერს დროის საზომი, რადგან ის მოიცავს წელს, ეს სინამდვილეში მანძილია. გაგებით, ეს მანძილია გამოხატული სინათლის სიჩქარის მიხედვით, ასე რომ თქვენ ასევე შეგიძლიათ სხვა ზომები მიიღოთ, როგორიცაა შუქის დღე ან თუნდაც სინათლის წამი. ამასთან, ეს მოთხრობის მხოლოდ ნაწილია, რადგან კოსმოსური მასშტაბის დისტანციებს ართულებს დრო-სივრცის ქსოვილის გაფართოება. სინათლის წლის გამოთვლა მარტივია, უბრალოდ გაამრავლეთ სინათლის სიჩქარე წელიწადში წამების რაოდენობაზე, მაგრამ კოსმოლოგიური მანძილის გამოთვლა არც ისე ადვილია. ობიექტის წითელი გადასვლა ობიექტურად განსაზღვრული უმარტივესი რამაა, მაგრამ არსებობს სხვა ცნებები, როგორიცაა კოოფიცირებული მანძილი, რომელიც შეიძლება სასარგებლო იყოს.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
იპოვნეთ მანძილი სინათლის თვალსაზრისით ფორმულის გამოყენებით:
დლ = ct
სადგარის სინათლის სიჩქარე,დლ არის მანძილი დატდროის პერიოდია. მსუბუქი წლისთვის:
სინათლის წელი = სინათლის სიჩქარე of წამში წამში
კოსმოლოგიური მანძილის პოვნა შესაძლებელია კოსმოლოგიური კალკულატორისა და მოცემული ობიექტის წითელი გადასვლის გამოყენებით.
როგორ გამოვთვალოთ სინათლის წელი ან სხვა სინათლის მანძილი
გამოთვალეთ მსუბუქი წელი მარტივი ფორმულის გამოყენებით:
\ text {light year} = \ text {speed of light} \ ჯერ \ text {წამის რაოდენობა წელიწადში}
ჩვეულებრივ, სინათლის სიჩქარეს სიმბოლო ენიჭებაგდა თუ გამრავლებთ მას დროის ნებისმიერ მონაკვეთზე (ტ), თქვენ მიიღებთ ამ "შუქის მანძილს" (დლ) გაანგარიშებიდან. ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დაწეროთ:
d_L = ct
სინათლის სიჩქარე დაახლოებით 2.998 108 მ / წმ, ასე რომ მსუბუქი წელია:
\ text {light year} = (2.998 \ ჯერ 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 \ ჯერ 10 ^ { 15} \ ტექსტი { მ}
ეს გაანგარიშება წელიწადში 365,25 დღეს იყენებდა ნახტომი წლის გასათვალისწინებლად. ანალოგიურად, მსუბუქი დღეა:
\ text {light day} = (2.998 \ ჯერ 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 \ ჯერ 10 ^ {13} \ ტექსტი {m}
კოსმოლოგიური დაშორებები და წითური ცვლა
მანძილი კოსმოლოგიურ მასშტაბზე რთულია, რადგან სივრცე-დროის მთელი ქსოვილი მუდმივად ფართოვდება. მაგალითად, თუ შორეული გალაქტიკის სინათლის სიგნალი ჩვენსკენ მოდის, ის მოძრაობს სინათლის სიჩქარით და, ალბათ, ასობით მილიონი წელი სჭირდება მოგზაურობის დასრულებას. ამ დროის განმავლობაში სივრცე გაფართოვდა და ამიტომ მანძილი კიდევ უფრო შორს არის, ვიდრე მგზავრობის დასაწყისში იქნებოდა. ეს ნამდვილად ართულებს იმის განსაზღვრას, თუ რა არის სინამდვილეშინიშნავსიმის თქმა, რომ რაღაცამ გაიარა გარკვეული მანძილი სივრცეში. "სასიამოვნო" მანძილი ფართოვდება სივრცესთან ერთად, ამიტომ იგი ამ პრობლემას წარმოადგენს, მაგრამ ის მაინც არ არის სწორი ყველა მიზნისთვის.
მანძილის ყველაზე ობიექტური საზომი სივრცეში არის "წითელი ცვლა". ამით იზომება სინათლის ტალღა "გადაჭიმული" (სპექტრის წითელ ბოლომდე მიახლოება) სივრცის გაფართოების გამო მოგზაურობა თუ ის უფრო შორს იმოძრავებს, მას უფრო მეტად გადააქვს სინათლის ტალღის სიგრძე.
წითელი გადასვლა (ზ) განისაზღვრება, როგორც:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}
სადλარის სიმბოლო ტალღის სიგრძისა და "obs" და "rest" ხელმოწერები ნიშნავს ტალღის სიგრძეს, რომელსაც თქვენ აკვირდებით და ტალღის სიგრძეს მითითების ჩარჩოში, სადაც იგი გამოიყოფა, შესაბამისად. შეგიძლიათ იპოვოთ ტალღის სიგრძე, როდესაც ის გამოიყოფა ლაბორატორიაში მიღებული სტანდარტული მნიშვნელობების საფუძველზე, რადგან სხვადასხვა ნივთიერებები შთანთქავენ და ასხივებენ სინათლეს სპექტრის კონკრეტულ ნაწილებში.
კოსმოლოგიური დისტანციის პოვნა
კოსმოლოგიური მანძილის პოვნა საკმაოდ რთულია. მიუხედავად იმისა, რომ მისი გამოთვლა შეგიძლიათ, საუკეთესო მიდგომაა კოსმოლოგიური კალკულატორის გამოყენება, რომელშიც უკვე შეყვანილია რამდენიმე სტანდარტული პარამეტრი. შეიყვანეთ იმ ობიექტის წითელი გადასვლა, რომელზეც გსურთ იპოვოთ მანძილი კალკულატორი, და ის დააბრუნებს დისტანციურ ზომებს, მათ შორის გადაადგილების მანძილს და მსუბუქ სიარულს დრო შეგიძლიათ გაამრავლოთ მსუბუქი მგზავრობის დრო (გარდაქმნა წამებში, როგორც პირველ ნაწილში) სინათლის სიჩქარეზე, რომ იპოვოთ თავად შუქის გავლილი მანძილი.