Mange misforstår hva et “lysår” er. Selv om det høres ut som et mål på tid, fordi det inkluderer år, er det faktisk en avstand. På en måte er det en avstand uttrykt i lysets hastighet, så du kan også ha andre mål som en lysdag eller til og med et lys-sekund. Dette er imidlertid bare en del av historien, fordi avstander i en kosmisk skala kompliseres av utvidelsen av stoffet i romtid. Å beregne et lysår er enkelt, bare multipliser lysets hastighet med antall sekunder i løpet av et år, men å beregne kosmologiske avstander er ikke så lett. Rødskiftet til objektet er det enkleste å objektivt definere, men det er andre begreper som komfyringsavstanden som også kan være nyttige.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Finn avstanden når det gjelder lys ved hjelp av formelen:
dL = ct
Hvorcer lysets hastighet,dL er avstanden, ogter tidsperioden. For et lysår:
Lysår = lysets hastighet × antall sekunder i løpet av et år
Kosmologiske avstander kan bli funnet ved hjelp av en kosmologisk kalkulator og redshift av det aktuelle objektet.
Hvordan beregne et lysår eller annen lysavstand
Beregn et lysår ved hjelp av den enkle formelen:
\ text {lysår} = \ tekst {lysets hastighet} \ ganger \ tekst {antall sekunder i året}
Lysets hastighet får vanligvis symboletc, og hvis du multipliserer den med en lengre periode (t), får du den "lysavstanden" (dL) ut av beregningen. Så du kan skrive:
d_L = ct
Lysets hastighet er omtrent 2.998 × 108 m / s, så et lysår er:
\ 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} \ tekst { m}
Denne beregningen brukte 365,25 dager per år for å redegjøre for skuddår. Tilsvarende er en lysdag:
\ 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}
Kosmologiske avstander og rødskift
Avstander over en kosmologisk skala er kompliserte fordi hele stoffet i romtid utvides kontinuerlig. Så hvis for eksempel et lyssignal fra en fjern galakse kommer mot oss, beveger det seg med lysets hastighet og tar sannsynligvis hundrevis av millioner år å fullføre reisen. I løpet av den tiden har rommet i seg selv utvidet seg, og avstanden er enda lenger enn den hadde vært i starten av reisen. Dette gjør det veldig vanskelig å definere hva det egentlig ermidlerå si at noe har gått en viss avstand gjennom rommet. Den "comoving" avstanden utvides sammen med plass, så det står for dette problemet, men det er fortsatt ikke riktig for alle formål.
Det mest objektive målet for avstand i rommet er "redshift". Dette måler hvor mye lysbølgen har "Strukket ut" (flytter den nærmere den røde enden av spekteret) på grunn av ekspansjonen av rommet under dens reise. Hvis den beveger seg lenger, vil den ha forskjøvet lysets bølgelengde mer.
Rødforskyvning (z) er definert som:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}
Hvorλer symbolet for bølgelengde og "obs" og "hvile" abonnementene betyr henholdsvis bølgelengden du observerer, og bølgelengden i referanserammen der den ble sendt ut. Du kan finne bølgelengden da den ble sendt ut basert på standardverdier oppnådd i et laboratorium fordi forskjellige stoffer absorberer og avgir lys i bestemte deler av spekteret.
Finne den kosmologiske avstanden
Å finne kosmologiske avstander er ganske utfordrende. Selv om du kan beregne det, er den beste tilnærmingen å bruke en kosmologisk kalkulator med noen standardparametere som allerede er lagt inn. Angi rødskiftet til objektet du vil finne avstanden til, ved hjelp av parametrene som er foreslått av kalkulatoren, og den vil returnere mange avstandstiltak, inkludert komfredistansen og lysveien tid. Du kan multiplisere lysets reisetid (omgjort til sekunder, som i første del) med lysets hastighet for å finne avstanden som selve lyset har gått.