Mnogi ljudje narobe razumejo, kaj je "svetlobno leto". Čeprav se sliši kot merilo časa, saj vključuje leto, je pravzaprav razdalja. V nekem smislu gre za razdaljo, izraženo s hitrostjo svetlobe, zato lahko uporabite tudi druge ukrepe, kot je svetlobni dan ali celo svetlobna sekunda. Vendar je to le del zgodbe, kajti razdalje v kozmičnem merilu se zapletejo s širjenjem tkanine prostora-časa. Izračun svetlobnega leta je enostaven, hitrost svetlobe preprosto pomnožite s številom sekund v letu, vendar računanje kozmoloških razdalj ni tako enostavno. Rdeči premik predmeta je najlažje objektivno opredeliti, obstajajo pa tudi drugi koncepti, kot je razdalja odmika, ki so lahko koristni.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Poiščite razdaljo glede na svetlobo po formuli:
dL = ct
Kjecje hitrost svetlobe,dL je razdalja intje časovno obdobje. Za svetlobno leto:
Svetlobno leto = svetlobna hitrost × število sekund v letu
Kozmološke razdalje lahko najdemo s pomočjo kozmološkega kalkulatorja in rdečega premika zadevnega predmeta.
Kako izračunati svetlobno leto ali drugo svetlobno razdaljo
Izračunajte svetlobno leto s preprosto formulo:
\ text {svetlobno leto} = \ text {svetlobna hitrost} \ krat \ text {število sekund v letu}
Hitrost svetlobe je običajno označena s simbolomc, in če ga pomnožite s poljubnim časom (t), boste dobili to "svetlobno razdaljo" (dL) iz izračuna. Tako bi lahko napisali:
d_L = ct
Hitrost svetlobe je približno 2,998 × 108 m / s, torej je svetlobno leto:
\ text {svetlo leto} = (2.998 \ krat 10 ^ 8 \ text {m / s}) \ frac {365.25 \ text {dni}} {\ text {leto}} \ frac {24 \ text { h}} {\ text {dan}} \ frac {60 \ text {min}} {\ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 9,46 \ times10 ^ { 15} \ besedilo { m}
Ta izračun je za prestopna leta uporabil 365,25 dni na leto. Podobno je svetlobni dan:
\ text {svetlobni dan} = (2,998 \ krat 10 ^ 8 \ besedilo {m / s}) \ frac {24 \ text {hrs}} {\ text {dan}} \ frac {60 \ text {min}} { \ text {hr}} \ frac {60 \ text {s}} {\ text {min}} = 2,59 \ times10 ^ {13} \ text {m}
Kozmološke razdalje in preusmeritev
Razdalje v kozmološkem merilu so zapletene, ker se ves prostor-čas ves čas širi. Tako, na primer, če svetlobni signal iz oddaljene galaksije pride proti nam, se premika s svetlobno hitrostjo in verjetno potrebuje stotine milijonov let, da zaključi pot. V tem času se je prostor sam razširil, zato je razdalja še dlje, kot bi bila na začetku poti. Zaradi tega je res težko določiti, kaj v resnici jepomenireči, da je nekaj prepotovalo določeno razdaljo skozi vesolje. "Comoving" razdalja se širi skupaj s prostorom, zato predstavlja to težavo, vendar še vedno ni primerna za vse namene.
Najbolj objektivno merilo razdalje v vesolju je "rdeči premik". Ta meri, koliko ima svetlobni val "Raztegnjen" (ga premakne bližje rdečemu koncu spektra) zaradi širjenja prostora med njegovim potovanje. Če potuje dlje, bo bolj premaknil valovno dolžino svetlobe.
Redshift (z) je opredeljen kot:
z = \ frac {\ lambda_ {obs} - \ lambda_ {počitek}} {\ lambda_ {počitek}}
Kjeλje simbol za valovno dolžino, indeksa "obs" in "rest" pa pomenita valovno dolžino, ki jo opazite, in valovno dolžino v referenčnem okviru, kjer je bila oddana. Valovno dolžino lahko najdete na podlagi standardnih vrednosti, pridobljenih v laboratoriju, ker različne snovi absorbirajo in oddajajo svetlobo v določenih delih spektra.
Iskanje kozmološke razdalje
Iskanje kozmoloških razdalj je precej zahtevno. Čeprav ga lahko izračunate, je najboljši pristop uporaba kozmološkega kalkulatorja z nekaj standardnimi parametri, ki so že vneseni. Vnesite rdeči premik predmeta, do katerega želite najti razdaljo, z uporabo parametrov, ki jih predlaga vrne veliko merilnikov razdalje, vključno s prihajajočo razdaljo in potovanjem svetlobe čas. Čas potovanja svetlobe (pretvorjen v sekunde, kot v prvem odseku) lahko pomnožite s hitrostjo svetlobe, da poiščete prevoženo pot same svetlobe.