Der Anfang der Entfernung beträgt ein Lichtjahr. Weltraum und Lichtjahr

Sicherlich, nachdem ich in irgendeinem Science-Fiction-Actionfilm einen Ausdruck à la „Zwanzig nach Tatooine“ gehört habe Lichtjahre", stellten viele berechtigte Fragen. Ich werde einige davon erwähnen:

Ist ein Jahr nicht eine Zeit?

Was ist es dann Lichtjahr?

Wie viele Kilometer sind es?

Wie lange wird es dauern, es zu überwinden? Lichtjahr Raumschiff mit Erde?

Ich habe beschlossen, den heutigen Artikel der Erklärung der Bedeutung dieser Maßeinheit zu widmen, sie mit unseren üblichen Kilometern zu vergleichen und die Skala zu demonstrieren, auf der sie funktioniert Universum.

Virtueller Rennfahrer.

Stellen wir uns vor, dass eine Person unter Missachtung aller Regeln mit einer Geschwindigkeit von 250 km/h über eine Autobahn rast. In zwei Stunden schafft es 500 km, in vier sogar 1000. Es sei denn natürlich, es stürzt dabei ab ...

Es scheint, dass das Geschwindigkeit ist! Doch um den gesamten Globus zu umrunden (≈ 40.000 km), benötigt unser Rennfahrer 40-mal mehr Zeit. Und das sind schon 4 x 40 = 160 Stunden. Oder fast eine ganze Woche ununterbrochenes Fahren!

Am Ende werden wir jedoch nicht sagen, dass er 40.000.000 Meter zurückgelegt hat. Denn Faulheit hat uns schon immer dazu gezwungen, kürzere alternative Maßeinheiten zu erfinden und zu verwenden.

Grenze.

Aus einem Schulphysikkurs sollte jeder wissen, dass der schnellste Fahrer in Universum- Licht. In einer Sekunde legt sein Strahl eine Strecke von etwa 300.000 km zurück und umrundet damit den Globus in 0,134 Sekunden. Das ist 4.298.507 Mal schneller als unser virtueller Rennfahrer!

Aus Erde Vor Mond Das Licht erreicht im Durchschnitt 1,25 s, bis zu Sonne Sein Strahl wird ihn in etwas mehr als 8 Minuten erreichen.

Kolossal, nicht wahr? Die Existenz von Geschwindigkeiten größer als der Lichtgeschwindigkeit ist jedoch noch nicht bewiesen. Daher entschied die wissenschaftliche Welt, dass es logisch wäre, kosmische Maßstäbe in Einheiten zu messen, die eine Radiowelle (insbesondere Licht) über bestimmte Zeitintervalle ausbreitet.

Entfernungen.

Auf diese Weise, Lichtjahr- nichts weiter als die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt. Auf interstellaren Skalen macht die Verwendung kleinerer Entfernungseinheiten wenig Sinn. Und doch sind sie da. Hier sind ihre ungefähren Werte:

1 Lichtsekunde ≈ 300.000 km;

1 Lichtminute ≈ 18.000.000 km;

1 Lichtstunde ≈ 1.080.000.000 km;

1 Lichttag ≈ 26.000.000.000 km;

1 Lichtwoche ≈ 181.000.000.000 km;

1 Lichtmonat ≈ 790.000.000.000 km.

Damit Sie nun verstehen, woher die Zahlen kommen, berechnen wir, was Eins ist Lichtjahr.

Ein Jahr hat 365 Tage, ein Tag 24 Stunden, eine Stunde 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden. Somit besteht ein Jahr aus 365 x 24 x 60 x 60 = 31.536.000 Sekunden. In einer Sekunde legt Licht 300.000 km zurück. Daher wird sein Strahl in einem Jahr eine Strecke von 31.536.000 x 300.000 = 9.460.800.000.000 km zurücklegen.

Diese Nummer liest sich so: NEUN BILLIONEN, VIERHUNDERTSECHZIG MILLIARDEN UND ACHTHUNDERT MILLIONEN Kilometer.

Natürlich die genaue Bedeutung Lichtjahre etwas anders als wir berechnet haben. Bei der Beschreibung von Entfernungen zu Sternen in populärwissenschaftlichen Artikeln ist jedoch grundsätzlich keine höchste Genauigkeit erforderlich, und hundert oder zwei Millionen Kilometer werden hier keine besondere Rolle spielen.

Nun lasst uns unsere Gedankenexperimente fortsetzen ...

Skala.

Nehmen wir das modern an Raumschiff Blätter Sonnensystem mit der dritten Fluchtgeschwindigkeit (≈ 16,7 km/s). Erste Lichtjahr er wird es in 18.000 Jahren überwinden!

4,36 Lichtjahre zum uns am nächsten gelegenen Sternensystem ( Alpha Centauri, siehe Bild am Anfang) wird es in etwa 78.000 Jahren überwunden!

Unser Milchstraße, mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahre, es wird in 1 Milliarde 780 Millionen Jahren überschreiten.

Diese Definition wird für die Verwendung in der populärwissenschaftlichen Literatur empfohlen. In der Fachliteratur werden zur Angabe großer Entfernungen üblicherweise Parsecs und Vielfache von Einheiten (Kilo- und Megaparsecs) anstelle von Lichtjahren verwendet.

Früher (vor 1984) war ein Lichtjahr die Entfernung, die das Licht in einem tropischen Jahr zurücklegte, und wurde der Epoche 1900.0 zugeordnet. Die neue Definition weicht von der alten um etwa 0,002 % ab. Da diese Entfernungseinheit nicht für hochpräzise Messungen verwendet wird, gibt es praktisch keinen Unterschied zwischen der alten und der neuen Definition.

Numerische Werte

Ein Lichtjahr ist gleich:

• 9.460.730.472.580.800 Meter (ca. 9,5 Petameter)

Verwandte Einheiten

Die folgenden Einheiten werden recht selten verwendet, normalerweise nur in populären Publikationen:

• 1 Lichtsekunde = 299.792,458 km (genau)
• 1 Lichtminute ≈ 18 Millionen km
• 1 Lichtstunde ≈ 1079 Millionen km
• 1 Lichttag ≈ 26 Milliarden km
• 1 Lichtwoche ≈ 181 Milliarden km
• 1 Lichtmonat ≈ 790 Milliarden km

Entfernung in Lichtjahren

Das Lichtjahr eignet sich zur qualitativen Darstellung von Entfernungsskalen in der Astronomie.

Galaktische Entfernungsskalen

• Eine astronomische Einheit mit guter Genauigkeit entspricht 500 Lichtsekunden, d. h. Licht erreicht die Erde von der Sonne in etwa 500 Sekunden.

siehe auch

Links

1. Internationale Standardisierungsorganisation. 9.2 Maßeinheiten

Anmerkungen

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was „Lichtjahr“ ist:

Eine systemfremde Längeneinheit, die in der Astronomie verwendet wird; 1 S.g. entspricht der Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. 1 S. g. = 0,3068 Parsec = 9,4605 · 1015 m. M.: Sowjetische Enzyklopädie. Chefredakteur A. M. Prokhorov... ... Physische Enzyklopädie

LICHTJAHR, eine Einheit der astronomischen Entfernung, die der Entfernung entspricht, die das Licht in einem tropischen Jahr im Weltraum oder im VAKUUM zurücklegt. Ein Lichtjahr entspricht 9,46071012 km... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

LICHTJAHR, eine in der Astronomie verwendete Längeneinheit: der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, d. h. 9,466?1012 km. Die Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri) beträgt etwa 4,3 Lichtjahre. Die am weitesten entfernten Sterne der Galaxie befinden sich auf... ... Moderne Enzyklopädie

Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46? Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Lichtjahr- LICHTJAHR, eine in der Astronomie verwendete Längeneinheit: der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, d. h. 9.466´1012 km. Die Entfernung zum nächsten Stern (Proxima Centauri) beträgt etwa 4,3 Lichtjahre. Die am weitesten entfernten Sterne der Galaxie befinden sich auf... ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch

Eine systemfremde Längeneinheit, die in der Astronomie verwendet wird. 1 Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. 1 Lichtjahr entspricht 9,4605E+12 km = 0,307 pc... Astronomisches Wörterbuch

Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den das Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46·1012 km. * * * LICHTJAHR LICHTJAHR, eine Einheit interstellarer Entfernungen; der Weg, den Licht in einem Jahr zurücklegt, also 9,46×1012 km... Enzyklopädisches Wörterbuch

Lichtjahr- eine Entfernungseinheit, die dem Weg entspricht, den das Licht in einem Jahr zurücklegt. Ein Lichtjahr entspricht 0,3 Parsec... Konzepte der modernen Naturwissenschaft. Glossar der Grundbegriffe

Wie Sie wissen, haben Wissenschaftler eine astronomische Einheit entwickelt, um die Entfernungen von der Sonne zu den Planeten sowie zwischen den Planeten zu messen. Was ist das Lichtjahr?

Zunächst ist anzumerken, dass das Lichtjahr auch eine in der Astronomie verwendete Maßeinheit ist, jedoch nicht für die Zeit (wie es aufgrund der Bedeutung des Wortes „Jahr“ scheinen könnte), sondern für die Entfernung.

Was ist ein Lichtjahr?

Als es Wissenschaftlern gelang, die Entfernungen zu den nächstgelegenen Sternen zu berechnen, wurde klar, dass die astronomische Einheit für den Einsatz in der Sternenwelt unpraktisch war. Nehmen wir zunächst einmal an, dass die Entfernung von der Sonne zum nächsten Stern etwa 4,5 Lichtjahre beträgt. Das bedeutet, dass das Licht von unserer Sonne zum nächsten Stern (er heißt übrigens Proxima Centauri) 4,5 Jahre braucht, um zu wandern! Wie weit ist diese Entfernung? Wir wollen niemanden mit Mathematik langweilen, stellen wir uns einfach vor, dass Lichtteilchen in einer Sekunde 300.000 Kilometer weit fliegen. Das heißt, wenn man mit einer Taschenlampe ein Signal in Richtung Mond sendet, ist dieses Licht dort in weniger als eineinhalb Sekunden zu sehen. Licht reist in 8,5 Minuten von der Sonne zur Erde. Wie lange wandern die Lichtstrahlen dann im Jahr?

Sagen wir gleich: Ein Lichtjahr ist etwa 10 Billionen Kilometer lang(Eine Billion ist eine Eins gefolgt von zwölf Nullen). Genauer gesagt: 9.460.730.472.581 Kilometer. In astronomischen Einheiten umgerechnet sind es etwa 67.000. Und das gilt nur für den nächsten Stern!

Es ist klar, dass in der Welt der Sterne und Galaxien die astronomische Einheit nicht für Messungen geeignet ist. Es ist einfacher, mit Lichtjahren zu rechnen.

Anwendbarkeit in der Sternenwelt

Beispielsweise beträgt die Entfernung von der Erde zum hellsten Stern am Himmel, Sirius, 8 Lichtjahre. Und die Entfernung von der Sonne zum Nordstern beträgt etwa 600 Lichtjahre. Das heißt, das Licht von uns kommt in 600 Jahren dorthin. Das wären etwa 40 Millionen astronomische Einheiten. Zum Vergleich weisen wir darauf hin, dass die Größe (Durchmesser) unserer Galaxie – der Milchstraße – etwa 100.000 Lichtjahre beträgt. Unser nächster Nachbar, eine Spiralgalaxie namens Andromedanebel, ist 2,52 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Es ist sehr unpraktisch, dies in astronomischen Einheiten anzugeben. Aber es gibt Objekte im Universum, die im Allgemeinen 15 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt sind. Somit beträgt der Radius des beobachtbaren Universums 13,77 Milliarden Lichtjahre. Und das gesamte Universum erstreckt sich bekanntlich über den beobachtbaren Teil hinaus.

Übrigens ist der Durchmesser des beobachtbaren Universums keineswegs doppelt so groß wie der Radius, wie Sie vielleicht denken. Die Sache ist, dass sich der Raum mit der Zeit ausdehnt. Diese fernen Objekte, die vor 13,77 Milliarden Jahren Licht aussendeten, sind noch weiter von uns entfernt. Heute sind sie mehr als 46,5 Milliarden Lichtjahre entfernt. Wenn wir das verdoppeln, kommen wir auf 93 Milliarden Lichtjahre. Dies ist der wahre Durchmesser des beobachtbaren Universums. Die Größe des beobachteten Teils des Weltraums (der auch Metagalaxie genannt wird) nimmt also ständig zu.

Es macht keinen Sinn, solche Entfernungen in Kilometern oder astronomischen Einheiten zu messen. Ehrlich gesagt, Lichtjahre passen hier auch nicht ganz. Aber den Menschen ist noch nichts Besseres eingefallen. Die Zahlen sind so groß, dass nur ein Computer damit umgehen kann.

Definition und Wesen des Lichtjahres

Auf diese Weise, Lichtjahr (Lichtjahr) ist eine Längeneinheit, nicht eine Zeiteinheit, die die Entfernung darstellt, die ein Sonnenstrahl in einem Jahr, also in 365 Tagen, zurücklegt. Diese Maßeinheit ist aufgrund ihrer Klarheit sehr praktisch. Damit können Sie die Frage beantworten, nach welcher Zeit Sie mit einer Antwort rechnen können, wenn Sie eine elektromagnetische Nachricht an einen bestimmten Stern senden. Und wenn dieser Zeitraum zu lang ist (zum Beispiel tausend Jahre), dann haben solche Aktionen keinen Sinn.

Weite Weiten lassen sich nur sehr schwer in Kilometern oder Meilen berechnen. Wissenschaftler denken darüber nach, andere Einheiten zur Messung großer Entfernungen zu finden. Fans von Science-Fiction-Filmen und -Büchern hören oft vom Lichtjahr. Aber nicht jeder kann erklären, was diese Worte bedeuten. Manche sehen den Unterschied zum gewöhnlichen irdischen nicht.

Dieser Wert ist beliebte Maßeinheit für die kosmische Entfernung. Verwenden Sie bei der Bestimmung:

• Lichtgeschwindigkeit,
• Anzahl der Sekunden entspricht 365 Tagen.

Eine wichtige Voraussetzung für eine solche Berechnung ist die Abwesenheit jeglichen Einflusses jeglicher Gravitationsfelder auf das Licht. Ein Vakuum erfüllt diese Anforderung. Darin bleibt die Ausbreitungsgeschwindigkeit jeglicher elektromagnetischer Strahlung konstant.

Bereits im 17. Jahrhundert versuchten Wissenschaftler es herauszufinden Lichtgeschwindigkeit. Bisher gingen Astronomen davon aus, dass die Strahlen augenblicklich durch den Weltraum wandern. Galileo Galilei bezweifelte dies. Sein Ziel war es, die Zeit zu berechnen, die ein Lichtstrahl braucht, um eine bestimmte Distanz von acht Kilometern zurückzulegen. Doch seine Experimente blieben erfolglos. Auch die Forschungen des dänischen Wissenschaftlers O. Roemer blieben erfolglos. Er bemerkte einen vorübergehenden Unterschied in den Finsternissen der Satelliten anderer Planeten je nach Position der Erde. Je weiter es von einem anderen Weltraumobjekt entfernt ist, desto länger brauchen die Lichtstrahlen, um die Erdoberfläche zu erreichen. Er konnte ihre Geschwindigkeit nicht berechnen.

Der Engländer James Bradley war der erste, der im 18. Jahrhundert die Lichtgeschwindigkeit näherungsweise berechnete. Dieser Astronom gab den Wert auf 301.000 km/s an. Im letzten Jahrhundert konnten Wissenschaftler mithilfe der Maxwellschen Theorie des Elektromagnetismus die Geschwindigkeit des Strahls genau berechnen. Die Untersuchungen wurden mit modernsten Lasertechnologien unter Berücksichtigung ihrer Brechungsindizes durchgeführt. Die berechnete Lichtgeschwindigkeit betrug 299.792 Kilometer bzw. 458 Meter pro Sekunde. Dies half dabei, eine geeignete Maßeinheit für den Weltraum zu bestimmen.

Was ist 1 Lichtjahr in Kilometern?

Für die Berechnung haben wir 365 Tage zugrunde gelegt.. Rechnet man den Tageswert in Sekunden um, kommt man auf 86.400 Sekunden. Und an allen angegebenen Tagen wird ihre Zahl 31.557.600 betragen.

Wir haben berechnet, wie weit ein Lichtstrahl in einer Sekunde zurücklegt. Wenn wir diesen Wert mit 31.557.600 multiplizieren, erhalten wir etwas mehr als 9,4 Billionen. Dies ist ein Lichtjahr, gemessen in Kilometern. Das ist die Distanz, die ein Lichtstrahl im Vakuum in 365 Tagen zurücklegt. Auf diesem Weg wird es ohne den Einfluss von Gravitationsfeldern um die Erdumlaufbahn fliegen.

Beispiele einiger auf diese Weise berechneter Entfernungen

• Ein Lichtstrahl legt die Strecke von der Erde zum Mond in 1 Minute und 3 Sekunden zurück;
• In 100.000 solchen Jahren lässt sich der Durchmesser unserer galaktischen Scheibe bestimmen;
• Die Entfernung in Lichtstunden von der Sonne zu Pluto beträgt 5,25 Stunden;
• Ein Strahl von der Erde wird die Andromeda-Galaxie in 2.500.000 Lichtjahren erreichen und den Stern Proxima Centauri in nur 4;
• Sonnenlicht erreicht unseren Planeten in 8,20 Minuten;
• Das Zentrum unserer Galaxie liegt 26.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt;
• Der Virgo-Cluster befindet sich in einer Entfernung von 58.000.000 Jahren von unserem Planeten;
• Dutzende Millionen solcher Jahre messen Galaxienhaufen anhand ihres Durchmessers;
• Die maximale gemessene Entfernung von der Erde bis zum Rand des sichtbaren Universums betrug 45 Milliarden Lichtjahre.

Warum ist er so wichtig?

Die berechnete Lichtgeschwindigkeit ermöglichte den Astronomen eine Bestimmung Abstand zwischen Planeten, Sternen, Galaxien. Es wurde deutlich, dass das vom Stern emittierte Licht nicht blitzschnell die Erde erreicht. Wenn wir Weltraumobjekte am Himmel beobachten, sehen wir die Vergangenheit. Die Explosion eines fernen Planeten, die sich vor Hunderten von Jahren ereignete, wird heute nur noch von Wissenschaftlern aufgezeichnet.

In unserem Universum ist die Verwendung von Berechnungen in dieser Maßeinheit praktisch. Seltener werden Stunden, Wochen oder Monate verwendet. Bei der Bestimmung der Entfernung zu entfernten Weltraumobjekten wird der resultierende Wert enorm sein. Die Verwendung solcher Werte in mathematischen Berechnungen wird schwierig und unpraktisch. Wissenschaftler haben dies berücksichtigt und verwenden für astronomische Berechnungen großer Entfernungen eine andere Maßeinheit – das Parsec. Für komplexe mathematische Berechnungen ist es akzeptabler. Ein Lichtjahr entspricht einem Drittel Parsec.

Das Verhältnis von Lichtjahren zu Erdenjahren

In unserem Leben messen wir oft Entfernungen: zur Arbeit, zum nächsten Laden, in eine andere Stadt. Wir vergleichen verschiedene Mengen miteinander. Dies hilft, den Unterschied zu erkennen. Die Konzepte von Lichtjahren und Erdjahren scheinen vielen ähnlich, wenn nicht gleich zu sein. Es besteht der Wunsch, sie zu vergleichen. Hier müssen Sie zunächst auswählen, was unter einem irdischen Jahr zu verstehen ist. Sie kann als die Entfernung definiert werden, die unser Planet in 365 Tagen zurücklegt. Mit diesen Parametern entspricht eine Lichtperiode 63.000 Erdenjahren.

Wenn die irdische in Tagen berechnet wird, wird sie als Zeiteinheit betrachtet. Und Licht symbolisiert Distanz. Und ein Vergleich solcher Werte ist bedeutungslos. In diesem Fall gibt es keine Antwort auf die Frage.

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Im Laufe der Jahrhunderte erkundeten die Menschen ihren eigenen Planeten und erfanden immer neue Systeme zur Messung von Entfernungssegmenten. Daher wurde beschlossen, einen Meter als universelle Längeneinheit zu betrachten und die lange Distanz in Kilometern zu messen.

Doch der Beginn des 20. Jahrhunderts stellte die Menschheit vor ein neues Problem. Die Menschen begannen, den Weltraum sorgfältig zu untersuchen – und es stellte sich heraus, dass die Weiten des Universums so groß sind, dass Kilometer hier einfach nicht passen. In konventionellen Einheiten kann man immer noch die Entfernung von der Erde zum Mond oder von der Erde zum Mars ausdrücken. Versucht man aber zu bestimmen, wie viele Kilometer der nächste Stern von unserem Planeten entfernt ist, „wächst“ die Zahl mit unvorstellbar vielen Dezimalstellen.

Was entspricht 1 Lichtjahr?

Es wurde klar, dass eine neue Maßeinheit benötigt wurde, um die Räume des Weltraums zu erkunden – und das Lichtjahr wurde dazu. In einer Sekunde legt Licht 300.000 Kilometer zurück. Lichtjahr - Dies ist die Entfernung, die das Licht in genau einem Jahr zurücklegen wird – und in ein bekannteres Zahlensystem übersetzt entspricht diese Entfernung 9.460.730.472.580,8 Kilometern. Es ist klar, dass es viel praktischer ist, das lakonische „ein Lichtjahr“ zu verwenden, als jedes Mal diese riesige Zahl in Berechnungen zu verwenden.

Von allen Sternen ist Proxima Centauri uns am nächsten – er ist „nur“ 4,22 Lichtjahre entfernt. In Kilometern ausgedrückt wird die Zahl natürlich unvorstellbar groß sein. Allerdings erfährt man im Vergleich alles: Wenn man bedenkt, dass die nächste Galaxie namens Andromeda bis zu 2,5 Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt ist, scheint der oben erwähnte Stern tatsächlich ein sehr enger Nachbar zu sein.

Übrigens hilft die Verwendung von Lichtjahren Wissenschaftlern zu verstehen, in welchen Ecken des Universums es sinnvoll ist, nach intelligentem Leben zu suchen, und wo das Senden von Funksignalen völlig nutzlos ist. Schließlich ähnelt die Geschwindigkeit eines Funksignals der Lichtgeschwindigkeit – dementsprechend erreicht ein Gruß, der an eine ferne Galaxie gesendet wird, sein Ziel erst nach Millionen von Jahren. Es ist vernünftiger, eine Antwort von näheren „Nachbarn“ zu erwarten – Objekten, deren hypothetische Reaktionssignale zumindest im Laufe des Lebens eines Menschen irdische Geräte erreichen.

1 Lichtjahr sind wie viele Erdenjahre?

Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass das Lichtjahr eine Zeiteinheit sei. Tatsächlich ist das nicht wahr. Der Begriff hat nichts mit irdischen Jahren zu tun, korreliert in keiner Weise damit und bezieht sich ausschließlich auf die Distanz, die Licht in einem irdischen Jahr zurücklegt.