Birçok insan “ışık yılı”nın ne olduğunu yanlış anlıyor. Bir zaman ölçüsü gibi görünse de yılı içerdiği için aslında bir mesafedir. Bir anlamda, ışık hızı cinsinden ifade edilen bir mesafedir, bu nedenle ışık-gün veya hatta ışık saniyesi gibi başka ölçülere de sahip olabilirsiniz. Bununla birlikte, bu hikayenin sadece bir kısmı, çünkü kozmik ölçekteki mesafeler, uzay-zaman dokusunun genişlemesiyle karmaşıklaşıyor. Işık yılını hesaplamak kolaydır, ışık hızını bir yıldaki saniye sayısıyla çarpmanız yeterlidir, ancak kozmolojik mesafeleri hesaplamak o kadar kolay değildir. Nesnenin kırmızıya kayması nesnel olarak tanımlanması en kolay şeydir, ancak birlikte hareket mesafesi gibi yararlı olabilecek başka kavramlar da vardır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Aşağıdaki formülü kullanarak mesafeyi ışık cinsinden bulun:
dL = ct
Neredecışık hızıdır,dL mesafedir vetzaman dilimidir. Bir ışık yılı için:
Işık yılı = ışık hızı × bir yıldaki saniye sayısı
Kozmolojik mesafeler, kozmolojik bir hesap makinesi ve söz konusu nesnenin kırmızıya kayması kullanılarak bulunabilir.
Bir Işık Yılı veya Diğer Işık Mesafesi Nasıl Hesaplanır
Basit formülü kullanarak bir ışık yılı hesaplayın:
\text{ışık yılı} = \text{ışık hızı}\times \text{bir yıldaki saniye sayısı}
Işık hızına genellikle sembol verilir.cve herhangi bir süre ile çarparsanız (t), o “ışık mesafesini” elde edeceksiniz (dL) hesaplamadan çıkar. Böylece şunları yazabilirsiniz:
d_L=ct
Işık hızı yaklaşık olarak 2.998 × 10'dur.8 m/s, yani bir ışık yılı:
\text{ışık yılı}=(2.998\times 10^8\text{ m/s})\frac{365.25\text{ gün}}{\text{yıl}}\frac{24\text{ sa}}{\text{gün}}\frac{60\text{ dk}}{\text{sa}}\frac{60\text{ s}}{\text{dk}}=9,46\times10^{ 15}\metin{ m}
Bu hesaplama, artık yılları hesaba katmak için yılda 365,25 gün kullandı. Benzer şekilde, bir ışık-gün:
\text{hafif gün}=(2.998\times 10^8\text{ m/s})\frac{24\text{ saat}}{\text{gün}}\frac{60\text{ dk}}{ \text{saat}}\frac{60\text{ s}}{\text{dk}}=2,59\times10^{13}\text{ m}
Kozmolojik Mesafeler ve Kırmızıya Kayma
Kozmolojik bir ölçekteki mesafeler karmaşıktır çünkü uzay-zamanın tüm dokusu sürekli genişlemektedir. Örneğin, uzak bir galaksiden bir ışık sinyali bize doğru gelirse, ışık hızında hareket eder ve yolculuğu tamamlaması muhtemelen yüz milyonlarca yıl alır. Bu süre zarfında, uzayın kendisi genişlemiştir ve bu nedenle mesafe, yolculuğun başlangıcında olacağından daha da uzaktır. Bu, gerçekte ne olduğunu tanımlamayı gerçekten zorlaştırıyoranlamına geliyorbir şeyin uzayda belirli bir mesafe kat ettiğini söylemek. "Gelen" mesafe, boşlukla birlikte genişler, bu nedenle bu sorunu açıklar, ancak yine de her amaç için doğru değildir.
Uzaydaki en objektif mesafe ölçüsü “kırmızıya kayma”dır. Bu, ışık dalgasının ne kadar olduğunu ölçer. sırasında uzayın genişlemesi nedeniyle “uzatılmış” (tayfın kırmızı ucuna yaklaştırarak) seyahat. Daha uzağa giderse, ışığın dalga boyunu daha fazla değiştirmiş olacaktır.
kırmızıya kayma (z) olarak tanımlanır:
z=\frac{\lambda_{obs}-\lambda_{dinlenme}}{\lambda_{dinlenme}}
Neredeλdalga boyu sembolüdür ve "obs" ve "rest" alt simgeleri sırasıyla gözlemlediğiniz dalga boyu ve yayıldığı referans çerçevesindeki dalga boyu anlamına gelir. Farklı maddeler spektrumun belirli bölümlerinde ışığı emip yaydığından, bir laboratuvarda elde edilen standart değerlere dayalı olarak yayıldığı dalga boyunu bulabilirsiniz.
Kozmolojik Mesafeyi Bulmak
Kozmolojik mesafeleri bulmak oldukça zordur. Bunu hesaplayabilmenize rağmen, en iyi yaklaşım, bazı standart parametrelerin önceden girilmiş olduğu bir kozmolojik hesap makinesi kullanmaktır. tarafından önerilen parametreleri kullanarak, uzaklığını bulmak istediğiniz nesnenin kırmızıya kaymasını girin. hesaplayıcı ve gelen mesafe ve ışık yolculuğu dahil olmak üzere birçok mesafe ölçüsü döndürecektir. zaman. Işığın kendisinin kat ettiği mesafeyi bulmak için ışık seyahat süresini (birinci bölümde olduğu gibi saniyeye dönüştürülür) ışık hızıyla çarpabilirsiniz.