Что такое световой год?
Астрономия, как и любая наука, имеет свою терминологию, которая кажется странной и непонятной для человека мало с ней знакомого. Что такое элонгация? А перигей? Пульсары и квазары — это одно и то же или нет? Один из вопросов, который очень часто задают заинтересовавшиеся астрономией люди, звучит так: что такое световой год?
В этом термине вроде оба слова понятны, а вместе создают путаницу. «Световой год» — это мера чего? Времени? Тогда неплохо бы узнать, сколько длится световой год? Другими словами, световой год это сколько наших обычных земных лет? С другой стороны, многие замечали, что термин этот применяется, когда речь идет о расстояниях до космических объектов. Например, «до центра Галактики — 30000 световых лет», или «до Сириуса — 8,6 световых лет». Встает вопрос, как можно расстояние измерять временем?
Попробуем ответить максимально просто.
Световой год — это мера расстояния
Первое, что нужно четко уяснить, — световой год это не мера времени, а мера расстояния в астрономии, такая же как метр или километр, миля или аршин в обычной жизни. Чтобы понять это, вспомните, как можно измерить расстояние, если нельзя это сделать напрямую, с помощью линейки или землемерного циркуля?
Как известно, расстояние, пройденное телом, равно скорости движения тела, умноженное на время движения (или s = v × t).
Теперь представьте, что вы пошли в магазин, до которого ровно три километра. И вы пошли со скоростью ровно 3 км/ч. Вопрос: за какое время вы дойдете до магазина? Очевидно, ровно за час! Поэтому можно сказать, что расстояние до магазина равно 3 км, а можно сказать, что оно равно 1 «человеческий час».
Но в «человеческих часах» расстояние никто не измеряет, потому что все мы ходим с разной скоростью. И даже один человек ходит по-разному: опаздывая на троллейбус, он почти бежит, а в парке неторопливо прогуливается. Значит, и время t, чтобы преодолеть расстояние до магазина, всегда будет разным.
Но что, если скорость движущегося тела будет всегда постоянна? Вне зависимости, куда, в каком направлении оно идет и при каких обстоятельствах проводятся измерения? Тогда, конечно, расстояние можно было бы измерять при помощи времени его перемещения, ведь в таком случае v в формуле постоянно и s зависит только от t.
Подождите, скажете вы, а разве есть такой объект, который движется всегда — всегда! — с постоянной скоростью?
Скорость света
Такой объект есть, и это свет! Как известно, скорость света в вакууме постоянна и равна 299 тысяч 792 километра и 458 метров в секунду или, округляя, 300000 км/с.
То есть за 1 секунду луч света проходит 300000 километров! Неплохо, правда? Если научиться каким-то образом измерять точное время, за которое свет преодолевает расстояние до объекта, то мы узнаем и расстояние до него!
Как это сделать? Ну, например, мы можем взять мощный лазер и посветить им в сторону Луны. Лазерный луч долетит до Луны, часть света отразится от ее поверхности и полетит в обратном направлении. В момент, когда он вернется на Землю и попадет в наши глаза, мы увидим на Луне световой зайчик. Если мы точно измерим промежуток времени между включением лазера и появлением на поверхности Луны зайчика, и умножим это время на скорость света, то мы узнаем расстояние, которое прошел лазер до Луны и обратно. Разделим это расстояние пополам и узнаем расстояние до Луны!
Лазерный луч, создающий в небе искусственную звезду для оценки состояния атмосферы. Скорость света этого луча постоянна! Но в атмосфере она несколько меньше, чем в вакууме. Фото: ESO
Примерно так астрономы в XX веке измерили многие расстояния в Солнечной системе. Например, они провели радиолокацию Венеры — послали в сторону планеты радиосигнал и дождались его возвращения назад. Радиоволны движутся со скоростью света, время возвращения ученые измерили очень тщательно и затем по формуле s = v × t посчитали расстояние между Землей и планетой Венера. Теперь мы знаем его с точностью в несколько метров.
Еще раз: почему вообще расстояние можно измерять при помощи света? Потому что скорость света в вакууме постоянна! (Тут надо бы добавить, в инерциальных системах отсчета, но не будем пока усложнять.) В отличие от скорости людей, автомобилей и ракет.
Чему равен 1 световой год?
Теперь вернемся к тому, с чего начали. Дадим определение: световой год — это расстояние, которое свет (двигаясь всегда — всегда! — с постоянной скоростью 300000 км/с) проходит ровно за один год!
Получается какое-то очень большое число, не правда ли? Если за секунду свет преодолевает 300 тысяч километров, то за минуту в 60 раз больше — 18 миллионов километров. Значит, за час он пройдет 1 миллиард 80 миллионов километров! (Вот мы и узнали, чему равен «световой час»! А заодно подсчитали скорость света в км/ч!)
1 световой год в километрах
Теперь, чтобы подсчитать, сколько километров в световом году, нам надо узнать, сколько в году часов. В сутках 24 часа, а в году 365,25 суток (каждый четвертый год — високосный). Следовательно, в году 24 × 365,25 = 8766 часов. (На самом деле чуть меньше, 8760 часов. Просто мы взяли грубое число суток в году.)
Итак, чтобы найти, чему равен 1 световой год в километрах, нам надо скорость света в км/ч умножить на количество часов в году. Получается 9461 миллиард километров. Итак, 1 световой год равен 9,46 триллионов километров!
Какое-то сумасшедшее число!
Если бы магазин находился на таком расстоянии от вашего дома, то, двигаясь с привычной скоростью 3 км/ч, вы шли бы до него 360 миллионов лет… Долго получается, не правда ли?
Лучше поехать на машине. Двигаясь со скоростью 100 км/ч, автомобиль преодолеет расстояние в световой год за 10 миллионов 800 тысяч лет. Тоже не вариант. Значит, нужен самолет! Обычный пассажирский самолет пролетит световой год «всего лишь» за 1 миллион лет.
Может быть, поможет ракета? Космонавты летают вокруг Земли со скоростью около 8 км/с или 28800 км/ч. Даже с такой скоростью им потребуется 37500 лет, чтобы добраться до магазина.
Сколько световых лет от Солнца до Земли?
Теперь давайте решим обратную задачу — посчитаем расстояние от Солнца до Земли в световых годах. Для этого расстояние от Солнца до Земли в километрах разделим на длину светового года. Среднее расстояние до Солнца (она же астрономическая единица) равно 150 миллиона км, световой год равен 9,46 триллиона км. Делим первой на второе, получаем 0,000016.
Итак, расстояние от Солнца до Земли равно 0,000016 световых лет. Или… 8 световых минут.
Сколько световых лет от Земли до Луны?
Луна находится гораздо ближе Солнца, среднее расстояние до нашего спутника 384000 км или чуть больше световой секунды. Сколько это в световых годах? Делим 384 тысячи км на длину светового года в км (все те же 9,46 триллиона км) и получаем число 0,000000041 световых лет. (Я мог ошибиться, пересчитайте, если не верите.)
Ясно, что расстояние до Луны измерять в световых годах глупо. Но тогда встает вопрос:
Зачем нужны световые годы?
Ответ прост: чтобы измерять расстояния за пределами Солнечной системы!
- Ближайшая звезда к Солнцу, Про́ксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года. То есть свету нужно путешествовать 4,2 года, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Проксимы.
- Большинство звезд, которые мы видим на небе ясной ночью, находятся от нас на расстоянии в десятки и сотни световых лет!
- Звезда Денеб в Летнем треугольнике находится от нас на расстоянии 2500 световых лет.
- До центра нашей галактики (она называется Млечный Путь) — 30000 световых лет.
- Диаметр Млечного Пути — 100000 световых лет.
- До ближайшей крупной спиральной галактики, Туманности Андромеды — 2,5 миллиона световых лет.
- От Земли до центра крупного скопления галактик в созвездии Девы — 65 миллионов световых лет.
- До ближайших квазаров — 3 миллиарда световых лет.
- Наконец, до края наблюдаемой Вселенной — почти 14 миллиардов световых лет.
Попробуйте-ка пересчитать эти расстояния на километры! Не хочется? Вот и астрономы не хотят считать.
PS. Что и говорить, на машине такие пространства не объедешь…
Источник
Тест по астрономии с ответами
1. Наука о небесных светила, о законах их движения, строения и развития, а также о строении и развитии Вселенной в целом называется …
2.Гелиоцентричну модель мира разработал …
2. Николай Коперник +
4. Клавдий Птолемей
3.до планет земной группы относятся …
1. Меркурий, Венера, Уран, Земля
2. Марс, Земля, Венера, Меркурий +
3. Венера, Земля, Меркурий, Фобос
4. Меркурий, Земля, Марс, Юпитер
4.Второй от Солнца планета называется …
5. Межзвездный пространство …
1. незаполненный ничем
2. заполнен пылью и газом +
3. заполнен обломками космических аппаратов
6. Угол между направлением на светило с какой-либо точки земной поверхности и направлением из центра Земли называется …
2. Горизонтальный параллакс +
4. Прямое восхождение
7 Расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом 1 секунда называется …
1. Астрономическая единица
4. Звездная величина
8. Нижняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой называется …
2. точках севере
9. Большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси мира называется …
1. небесный экватор +
2. небесный меридиан
3. круг склонений
4. настоящий горизонт
10. Первая экваториальная система небесных координат определяется …
1.Годинний угол и склонение +
2. Прямое восхождение и склонение
3. Азимут и склонение
4. Азимут и высота
11 Большой круг, по которому цент диска Солнца совершает свой видимый летний движение на небесной сфере называется …
1. небесный экватор
2. небесный меридиан
3. круг склонений
12. Линия вокруг которой вращается небесная сфера называется
3. полуденная линия
4. настоящий горизонт
13. В каком созвездии находится звезда, имеет координаты α = 5h 20m, δ = + 100
14. Обратное движение точки весеннего равноденствия называется …
4. Нет правильного ответа
15. Самых главных фаз Луны насчитывают …
16. Угол который, отсчитывают от точки юга S вдоль горизонта в сторону заката до вертикала светила называют …
17. Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей орбит. Это утверждение …
1. первый закон Кеплера
2. второй закон Кеплера
3. третий закон Кеплера +
4. четвертый закон Кеплера
18.Телескоп, у которого объектив представляет собой линзу или систему линз называют …
4. Нет правильного ответа.
1. Наука, изучающая строение нашей Галактики и других звездных систем называется …
2. Звездная астрономия
2.Геоцентричну модель мира разработал …
1. Николай Коперник
3. Клавдий Птолемей +
3.до состав Солнечной система включает …
1. восемь планет. +
2. девять планет
3. десять планет
4. Четвертая от Солнца планета называется …
5. Определенная участок звездного неба с четко окреслинимы пределами, охватывающий все принадлежащие ей светила и имеющая собственное называется …
1. Небесной сферой
4. Группа зрение
6. Угол, под которым из звезды был бы виден радиус земной орбиты называется …
1. Годовой параллакс +
2. Горизонтальный параллакс
7. Верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой называется …
2. точках севере
8 Большой круг, проходящий через полюса мира и зенит называется …
1. небесный экватор
2. небесный меридиан
3. круг склонений
4. настоящий горизонт +
9. Промежуток времени между двумя последовательным и верхними кульминациями точки весеннего равноденствия называется …
1. Солнечные сутки
2. Звездные сутки +
4. Солнечное время
10. Количество энергии, которую излучает звезда со всей своей поверхности в единицу времени по всем направлениям называется …
1. звездная величина
11. Вторая экваториальная система небесных координат определяется …
1.Годинний угол и склонение +
2. Прямое восхождение и склонение
3. Азимут и склонение
4. Азимут и высота
12. В каком созвездии находится звезда, имеет координаты α = 20h 20m, δ = + 350
13. Путь Солнца на небе вдоль эклиптики пролегает среди …
14. Затмение Солнца наступает …
1. если Луна попадает в тень Земли.
2. если Земля находится между Солнцем и Луной
3. если Луна находится между Солнцем и Землей +
4. нет правильного ответа.
15. Каждая из планет движется вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Это утверждение …
1. первый закон Кеплера +
2. второй закон Кеплера
3. третий закон Кеплера
4. четвертый закон Кеплера
16. Календарь, в котором подсчету времени ведут за изменением фаз Луны называют …
4. Нет правильного ответа.
17.Телескоп, у которого объектив представляет собой вогнутое зеркало называют …
4. Нет правильного ответа
18. Система, которая объединяет несколько радиотелескопов называется …
Предме т астрономии
1.Встановив законы движения планет …
1. Николай Коперник
3. Галилео Галилей
4. Иоганн Кеплер +
2.До планет-гигантов относят планеты …
1. Фобос, Юпитер, Сатурн, Уран
2. Плутон, Нептун, Сатурн, Уран
3. Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер +
4. Марс, Юпитер, Сатурн, Уран
3. Третья от Солнца планета называется …
4 Расстояние от Земли до Солнца называется ….
1. Астрономическая единица +
4. Звездная величина
5. Линия, соединяющая точки юга и севера называется …
3. полуденная линия
4. настоящий горизонт
6. Большой круг, по которому горизонтальная плоскость пересекается с небесной сферой …
1. небесный экватор
2. небесный меридиан
3. круг склонений
4. настоящий горизонт +
7. Время, прошедшее с верхней кульминации точки весеннего равноденствия …
1. Солнечные сутки
2. Звездные сутки
4. Солнечное время
8. Большой круг, проходящий через полюса мира и светило М называется …
1. круг склонений +
2. небесный экватор
3. небесный меридиан
9. Горизонтальная система небесных координат определяется ..
1.Годинний угол и склонение
2. Прямое восхождение и склонение
3. Азимут и склонение
4. Азимут и высота
10. В каком созвездии находится звезда, имеет координаты α = 11h 20m, δ = — 150
11 Угол который, отсчитывают от горизонта вдоль вертикали до светила называют …
12. Промежуток времени, за который Луна, описывая полный круг на небесной сфере, возвращается к той же точки называют …
1. астрономической эпохой
2. сидерическим месяцем +
3. лунными сутками
4. синодическим месяцем
13. Укажите правильное утверждение
1. Синодический месяц меньше сидерический на 2 ¼ суток +
2. Синодический месяц больше сидерический на 2 ¼ суток
3. Синодический месяц меньше сидерический на 2 ⅔ суток
4. Синодический месяц больше сидерический на 2 ⅔ суток
14. Самых главных фаз Луны насчитывают …
15. Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равновеликие площади. Это утверждение …
1. первый закон Кеплера
2. второй закон Кеплера +
3. третий закон Кеплера
4. четвертый закон Кеплера
16.Календар, в котором за основу учета времени принимают смену времен года называют …
4. Нет правильного ответа.
17.Найбильший телескоп мира «Очень большой телескоп» установлен в обсерватории ..
18.Основнимы частями радиотелескопа есть …
1. Антенна и детектор
2. Антенна и приемник +
3. Приемник и детектор
4. Антенна и умножитель
Предме т астрономии
1. Наука, изучающая строение нашей Галактики и других звездных систем называется …
2. Звездная астрономия
2. Закон всемирного тяготения открыл …
1. Галилео Галилей
4. Иоганн Кеплер
3 Первая от Солнца планета называется …
4. Расстояние, которое проходит свет за один год называется …
1. Звездная величина
3. Астрономическая единица
5. Верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой называется …
2. точках севере +
6. Конечно участок звездного неба с четко окреслинимы пределами, охватывающий все принадлежащие ей светила и имеющая собственное называется …
1. Небесной сферой
4. Группа зрение
7. Большой круг, который проходит через светило М, точку зенита и точку Надир называется …
1. небесный экватор
2. небесный меридиан
3. круг склонений
8. Количество энергии, которую излучает звезда со всей своей поверхности в единицу времени по всем направлениям называется …
1. звездная величина
9 Линия, соединяющая точки юга и севера называется …
3. полуденная линия
4. настоящий горизонт +
10 Первая экваториальная система небесных координат определяется …
1.Годинний угол и склонение +
2. Прямое восхождение и склонение
3. Азимут и склонение
4. Азимут и высота
11. В каком созвездии находится звезда, имеет координаты α = 8h 20m, δ = + 200
12 Дуга эклиптики протяженностью в 300, обозначена названием соответствующего зодиакального созвездия …
4. Нет правильного ответа
13 Угол который, отсчитывают от небесного экватора вдоль круга склонений к светилу называется …
14. Промежуток времени между двумя одноименными фазами Луны называется …
1. астрономической эпохой
2. сидерическим месяцем +
3. лунными сутками
4. синодическим месяцем.
15. Затмение Солнца наступает …
1. если Луна попадает в тень Земли.
2. если Земля находится между Солнцем и Луной
3. если Луна находится между Солнцем и Землей +
4. нет правильного ответа.
16. Ближайшая к Солнцу точка планетной орбиты называется ..
4. Нет правильного ответа
17.Науковий центр, где с помощью телескопов изучают небесные объекты называют …
4. Нет правильного ответа
18.Перший украинский космонавт …
2. Леонид Каденюк +
4. Алексей Леонов
1. Наука о небесных светила, о законах их движения, строения и развития, а также о строении и развитии Вселенной в целом называется …
2.Свит галактик расширяется доказал …
2. Николай Коперник
4. Уильям Гершель
3. Пятая от Солнца планета называется …
4 Расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом 1 секунда называется …
1. Астрономическая единица
4. Звездная величина
5. Угол который, отсчитывают от горизонта вдоль вертикали до светила называют …
6. Верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой называется …
2. точках севере
7. Промежуток времени между двумя последовательным и верхними кульминациями точки весеннего равноденствия называется …
1. Солнечные сутки
2. Звездные сутки +
4. Солнечное время
8. Время, прошедшее с верхней кульминации точки весеннего равноденствия …
1. Солнечные сутки
2. Звездные сутки
4. Солнечное время
9 Вторая экваториальная система небесных координат определяется …
1.Годинний угол и склонение +
2. Прямое восхождение и склонение
3. Азимут и склонение
4. Азимут и высота
10. В каком созвездии находится звезда, имеет координаты α = 14h 20m, δ = + 350
11. Обратное движение точки весеннего равноденствия называется …
4. Нет правильного ответа
12. Угол который, отсчитывают от точки юга S вдоль горизонта в сторону заката до вертикала светила называют …
13. Путь Солнца на небе вдоль эклиптики пролегает среди …
14. Промежуток времени между двумя одноименными фазами Луны называется …
1. астрономической эпохой
2. сидерическим месяцем +
3. лунными сутками
4. синодическим месяцем
15.Календар, в котором за основу учета времени принимают смену времен года называют …
4. Нет правильного ответа.
16. Затмение Луны наступает …
1. если тень от Луны попадает на Землю.
2. если Земля находится между Солнцем и Луной +
3. если Луна находится между Солнцем и Землей
4. нет правильного ответа
17 Система, которая объединяет несколько радиотелескопов называется …
Источник