Mulți oameni înțeleg greșit ce este un „an lumină”. Deși sună ca o măsură de timp, deoarece include anul, este de fapt o distanță. Într-un anumit sens, este o distanță exprimată în termeni de viteză a luminii, deci puteți avea și alte măsuri, cum ar fi o zi luminoasă sau chiar o secundă lumină. Cu toate acestea, aceasta este doar o parte a poveștii, deoarece distanțele la scară cosmică sunt complicate de expansiunea țesăturii spațiu-timp. Calculul unui an lumină este ușor, înmulțiți viteza luminii cu numărul de secunde dintr-un an, dar calculul distanțelor cosmologice nu este chiar atât de ușor. Redshift-ul obiectului este cel mai ușor de definit în mod obiectiv, dar există și alte concepte precum distanța de deplasare care pot fi utile și ele.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Găsiți distanța în termeni de lumină folosind formula:
dL = CT
Undeceste viteza luminii,dL este distanța șiteste perioada de timp. Pentru un an lumină:
An lumină = viteza luminii × numărul de secunde într-un an
Distanțele cosmologice pot fi găsite folosind un calculator cosmologic și deplasarea spre roșu a obiectului în cauză.
Cum se calculează un an lumină sau altă distanță de lumină
Calculați un an lumină folosind formula simplă:
\ text {an lumină} = \ text {viteza luminii} \ ori \ text {număr de secunde într-un an}
Viteza luminii este de obicei dată simboluluic, și dacă îl multiplicați cu orice perioadă de timp (t), veți obține acea „distanță de lumină” (dL) din calcul. Deci ai putea scrie:
d_L = ct
Viteza luminii este de aproximativ 2.998 × 108 m / s, deci un an lumină este:
\ 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}
Acest calcul a folosit 365,25 de zile pe an pentru a contabiliza anii bisecti. În mod similar, o zi luminoasă este:
\ 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}
Distanțe cosmologice și Redshift
Distanțele pe o scară cosmologică sunt complicate, deoarece întreaga țesătură spațiu-timp se extinde constant. De exemplu, dacă un semnal luminos dintr-o galaxie îndepărtată vine spre noi, acesta se mișcă cu viteza luminii și probabil durează sute de milioane de ani pentru a finaliza călătoria. În acest timp, spațiul în sine s-a extins, astfel încât distanța este chiar mai departe decât ar fi fost la începutul călătoriei. Acest lucru face foarte dificil să se definească ce este cu adevăratmijloacea spune ceva a parcurs o anumită distanță prin spațiu. Distanța de „deplasare” se extinde odată cu spațiul, deci explică această problemă, dar încă nu este potrivită în toate scopurile.
Cea mai obiectivă măsură a distanței în spațiu este „deplasarea spre roșu”. Aceasta măsoară cât de mult are unda de lumină „Întins” (apropiindu-l de capătul roșu al spectrului) din cauza expansiunii spațiului în timpul acestuia călătorie. Dacă se deplasează mai departe, va fi schimbat mai mult lungimea de undă a luminii.
Tura roșie (z) este definit ca:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {rest}} {\ lambda_ {rest}}
Undeλeste simbolul pentru lungimea de undă, iar indicii „obs” și „rest” înseamnă lungimea de undă pe care o observați și, respectiv, lungimea de undă din cadrul de referință unde a fost emis. Puteți găsi lungimea de undă când a fost emisă pe baza valorilor standard obținute într-un laborator, deoarece diferite substanțe absorb și emit lumină în anumite părți ale spectrului.
Găsirea distanței cosmologice
Găsirea distanțelor cosmologice este destul de provocatoare. Deși îl puteți calcula, cea mai bună abordare este utilizarea unui calculator cosmologic cu câțiva parametri standard deja introduși. Introduceți redshift-ul obiectului la care doriți să găsiți distanța, utilizând parametrii sugerați de calculator și va returna multe măsuri de distanță, inclusiv distanța de deplasare și cursa luminii timp. Puteți înmulți timpul de deplasare a luminii (convertit în secunde, ca în prima secțiune) cu viteza luminii pentru a găsi distanța parcursă de lumina însăși.
