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
Занимательная физика: Скорость света в примерах.
Скорость света постоянна и равна 299 792 458 метрам в секунду или приблизительно 300 000 км\сек.
Для нас — землян, это огромная скорость, которая трудно поддается осмыслению. Но, для бескрайних пространств космоса это не так и много, как кажется.
Несколько интересных фактов:
- Свет может обогнуть землю по экватору всего за 134 мс (миллисекунды)
- От земли до Луны свет идет за 1,255 с
- Солнечному свету требуется 8 минут 19 секунд, чтобы достичь Земли
- А вот, чтобы вырваться из нашей галактики, которая называется «Млечный путь» свету потребуется . — 100 000 лет!
Это показывает и грандиозные масштабы нашей вселенной.
Для того, чтобы наглядно показать, что такое скорость света в космосе приведем несколько примеров.
Скорость света в реальном времени от Земли до Луны.
Сколько времени потребуется, чтобы свет с Земли смог достичь Марса?
— Существует еще одно явление, которое является одним из самых интересных особенностей скорости света :
Замедление времени при увеличении скорости.
Этот парадокс способен открыть человечеству не только секрет машины времени, но и способы перемещения в космическом пространстве в пределах человеческой жизни.
Но об этом мы расскажем в следующей статье.
Источник
Реальное время, за которое свет доходит от луны до земли
Дубликаты не найдены
Баяны
170K постов 11.9K подписчика
Правила сообщества
Сообщество для постов, которые ранее были на Пикабу.
В правом нижнем углу кнопка «скорость света». Можно нажать и удивиться, насколько это медленно.
Звонили из 80-х, просили вернуть сломанный Arkanoid
Путишествие Лунтика с Луны на Землю и обратно.
Значит, лазерные пистолеты могут делать пиу-пиу?
Луна, 15 июня 2021 года, 20:54
-телескоп Sky-Watcher BKP150750
-корректор комы SharpStar 0.95x
-фильтр ZWO IR-cut
-астрокамера ASI ZWO 183MC
-монтировка Meade LX85.
Обработка: сложение 100 кадров из 2923 в Autostakkert, вейвлеты и деконволюция в AstroSurface.
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Rocket Lab разработает и запустит 2 спутника к Марсу по заказу NASA к 2024г
Американо-новозеландская компания, являющаяся на данный момент бесспорным лидером на рынке запуска малых ракет-носителей, выиграла контракт, благодаря которому сможет отправить два космических аппарата на базе своей спутниковой платформы Photon к Марсу в 2024 году.
NASA в рамках своей программы Малых инновационных миссий по исследованию планет (SIMPLEx) предоставило Rocket Lab задачу спроектировать миссию Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE). Цель состоит в том, чтобы отправить космические аппараты на марсианскую орбиту для изучения состава магнитосферы планеты, чтобы лучше понять, как солнечный ветер истончает атмосферу с течением времени. Хотя общая стоимость миссии еще не обнародована, космический аппарат Rocket Lab очевидно представляет собой крайне недорогой метод проведения межпланетной миссии, которые часто стоят сотни миллионов долларов или более.
“Традиционно, когда речь заходит об осуществлении межпланетных миссий, мы говорим о больших десятилетних сроках – как правило, оценивающиеся в миллиарды долларов в качестве затрат», — сказал CNBC генеральный директор Rocket Lab Питер Бек.
— То, что мы намереваемся сделать . это переоценка подхода, кто-то должен был сказать: ”ну, погодите минутку, за какие-то десятки миллионов долларов, почему вы не можете отправиться с меньшим космическим зондом на другую планету и заняться действительно значимой наукой?»
Часть общей цели состоит в том, чтобы снизить затраты. Для сравнения, пара спутников-кубсатов – ретрансляторов связи, впервые в истории посланных в глубокий космос и построенных Лабораторией реактивного движения NASA, провела демонстрацию технологии в 2018 году с прибытием миссии InSight lander — их стоимость не превышала 18,5 миллиона долларов.
ESCAPADE — не первая запланированная межпланетная миссия компании. Ранее Rocket Lab получила еще один заказ от NASA под названием CAPSTONE, который должен отправить спутник-кубсат на орбиту вокруг Луны в конце этого года. Бек сказал, что дата запуска должна быть объявлена “довольно скоро.”
Кроме того, Rocket Lab выполнит частную миссию на Венеру, также используя космический аппарат «Фотон», для запуска в 2023 году.
Позже NASA выберет ракету для запуска ESCAPADE, и Rocket Lab надеется, что ее будущая ракета Neutron, характеристики которой сопоставимы с российской ракетой Союз, но при этом являющаяся многоразовой, будет готова вовремя, чтобы побороться за контракт. Сейчас компания рассчитывает впервые запустить ее как раз к 2024г.
Луна, 14 июня 2021 года, 20:56
-телескоп Sky-Watcher BKP150750
-корректор комы SharpStar 0.95x
-фильтр ZWO IR-cut
-астрокамера ASI ZWO 183MC
-монтировка Meade LX85.
Обработка: сложение 100 кадров из 2930 в Autostakkert, вейвлеты и деконволюция в AstroSurface.
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Луна, 13 июня 2021 года, 20:55
-телескоп Sky-Watcher BKP150750
-корректор комы SharpStar 0.95x
-фильтр ZWO IR-cut
-астрокамера ASI ZWO 183MC
-монтировка Meade LX85.
Обработка: сложение 100 кадров из 2343 в Autostakkert, вейвлеты и деконволюция в AstroSurface.
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Новая Луна (прямо сейчас)
Родилась новая Луна 🌙
13.07.2021 19:17:37 (GMT+7)
Celestron 8se + Sony A380 (одиночный кадр)
Не хватает коллайдера на Луне
Пока космические агентства ведущих стран только планируют повторить миссии с посадкой человека на Луну, физики уже рассматривают возможность построить там гигантский коллайдер.
ЦЕРН намерен построить новый 100-километровый коллайдер
Сейчас диаметр кольца знаменитого Большого адронного коллайдера в ЦЕРН, разгоняющего частицы, почти 27 километров. В планах новый гигантский ускоритель с кольцом почти в 100 километров. Но, как говорится, аппетит приходит во время еды. Во всяком случае фантазировать никто не запрещает. И вот Джеймс Бичем из Университета Дьюка и Франк Циммерман из ЦЕРН пишут, что » лунный» коллайдер может стать следующим инструментом для изучения тайн природы.
Конечно, в обозримой перспективе такой грандиозный инструмент не будет создан. Но идея очень заманчивая. Ведь не Луне не действует множество земных ограничений, а значит кольцо коллайдера может пройти просто по ее экватору и достичь почти 11 тысяч километров.
Практически все сооружения понадобится устраивать на глубине, где они будут защищены от космической радиации и микрометеоритов. Но если будущей технике это окажется по силам, физики получат уникальный инструмент. По расчетам ученых, энергия протон-протонных столкновений в нем может достигать 14 ПэВ, что в тысячи раз мощнее, чем в Большом адронном коллайдере. Такой феномен, по мнению авторов идеи, может совершить самые невероятные открытия, о которых мы сегодня даже не догадываемся.
Материал представлен в arxiv.org .
Луна в любительский телескоп (максимальное увеличение)
Celestron NexStar 8se + окуляр x25 + iPhone 8
Celestron NexStar 8se + окуляр x25 + iPhone 8 + x10 цифровой зум
Рогозин допустил перенос запуска российской лунной миссии
С.-ПЕТЕРБУРГ, 3 июн — РИА Новости. Запуск первой за 45 лет отечественной межпланетной станции на Луну «Луна-25» может быть отложен из-за задержки с поставкой приборов, сообщил РИА Новости в четверг глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин.
В настоящее время пуск планируется на октябрь нынешнего года.
Петербургский международный экономический форум в 2021 году проходит 2-5 июня в очном формате. РИА Новости выступает информационным партнером мероприятия.
Космический мусор повредил МКС
Космический мусор пробил в канадском дистанционном манипуляторе на МКС небольшую дырку, сообщило Канадское космическое агентство.
В агентстве сообщили, что «попадание было обнаружено во время обычного осмотра манипулятора Canadarm2 12 мая». ККА и НАСА провели совместную работу для оценки повреждений. Сообщается, что «удар» на «работе манипулятора не сказался», повреждена «маленькая секция на балке манипулятора и теплозащитном покрытии».
Canadarm2 применяют для обслуживания внешней поверхности МКС, замены оборудования, транспортировки грузов и космонавтов, а также ловли космических кораблей для их присоединения к МКС. Управлять Canadarm2 можно как с МКС, так и с Земли, передает РИА «Новости».
Напомним, российская Автоматизированная система предупреждения об опасных ситуациях в околоземном космическом пространстве в 2020 году зафиксировала 220 опасных сближений МКС с объектами космического мусора.
Получен снимок падающей на Землю ступени китайской ракеты
Используя телескоп проекта «Virtual Telescope Project», астрономы получили снимок второй ступени китайской ракеты «Long March 5B», которая 29 апреля 2021 года вывела на орбиту основной модуль Тяньхэ китайской космической станции и сейчас неконтролируемо падает на Землю. Ожидается, что она войдет в атмосферу 9 мая в 5:34 по московскому времени, однако на данный момент существует большая неопределенность в прогнозах.
«Во время получения снимка ступень ракеты находилась на расстоянии около 700 километров от нашего телескопа, а Солнце было всего в нескольких градусах ниже горизонта, поэтому небо было невероятно ярким, что сделало условия наблюдений довольно экстремальными. Но нашему роботизированному телескопу все же удалось запечатлеть этот огромный объект», – сказал Джанлука Маси, участник проекта «Virtual Telescope Project».
Точное время входа в атмосферу и место возможного падения ступени ракеты «Long March 5b» неизвестны. Сейчас она совершает один оборот вокруг Земли за примерно 90 минут, мчась со скоростью 7 километров в секунду, что делает прогнозы очень затруднительными: ошибка в 1 час по времени входа в атмосферу – это сдвиг почти на 29 тысяч километров от расчетного места падения. Обломки ракеты могут упасть в океан или на пустынные участки суши, однако вероятность задеть жилые районы не исключена.
То, что ступень ракеты вышла из-под контроля, очевидно, проблематично. Обычно они не попадают на орбиту – после того, как полезная нагрузка отправляется в космос, ступени падают в заранее определенное место на поверхности Земли. В данном случае Китайское национальное космическое управление, вероятно, ситуацию не контролирует. Это второй подобный инцидент, связанный с «Long March 5b», поэтому, возможно, сама система запусков спроектирована таким образом. Трудно сказать, учитывая секретный характер космической программы Китая.
Запуск 29 апреля 2021 года стал первым из 11 запланированных, в ходе которых ракеты «Long March 5b» доставят компоненты необходимые для сбора китайской космической станции. Если следующие 10 запусков пойдут по такому же сценарию, Китаю, вероятно, все же придется дать комментарии по данному поводу.
Ракета вывела на орбиту модуль будущей орбитальной станции. В госкорпорации сообщили, что она может войти в атмосферу Земли вечером 8 мая. Расчеты предварительные. Точное время и координаты возможно уточнить не ранее чем за сутки до события. Вес ступени 18 тонн. Ожидается, что часть ее конструкций сгорит в плотных слоях атмосферы, но отдельные несгораемые элементы могут достигнуть Земли. Рисков для территории России нет. Но возможная область падения достаточно обширная, Латинская Америка, Африка, Австралия, южная часть Евразии и США.
Ответ на пост «На орбите становится тесно: спутники OneWeb и SpaceX чуть не столкнулись»
SpaceX утверждают, что их спутник не сближался со спутником OneWeb 🚫
SpaceX в поданных документах в Федеральную комиссию по связи США (FCC) утверждают, что в прошлом месяце между спутником Starlink и спутником OneWeb не было «тесного сближения»:
«OneWeb предпочли публично исказить обстоятельства координации пролёта спутников. Именно OneWeb попросили SpaceX отключить автономную систему предотвращения столкновений на спутнике Starlink».
SpaceX добавляют, что «сразу после того, как в СМИ появились первые неточные данные, представители OneWeb встретились с сотрудниками FCC, потребовав односторонних мер в отношении спутников SpaceX».
По данным 18-го Космического контрольного эскадрона КС США расстояние между спутниками составляло не 57, а 1120 метров, по данным компании LeoLabs — 1072 метра.
Ну что же, похоже в полку недобросовестных конкурентов Starlink — прибыло.
Вроде серьезная компания с миллиардными вложениями и собственными производственными мощностями для выпуска сотен спутников, а подставы устраивают вот такого уровня:
50 лет прошло с момента запуска первой орбитальной пилотируемой станции «Салют»
Важная дата в истории освоения космоса. В этот день 50 лет назад произошел один из прорывных моментов, в Советском Союзе запустили первую в мире пилотируемую орбитальную станцию «Салют». Новый тип космического аппарата сделал возможными длительные полеты и изменил представление о комфорте для космонавтов на орбите.
Нам космос словно дом родной. Ровно 50 лет назад у человечества появился не просто тесный корабль на орбите. Огромная станция со всеми удобствами, научным оборудованием и возможностью длительных полетов. Название словно приветствие звездам «Салют»!
Не удивляйтесь, буквы не перепутали. Да, на самом деле на первой орбитальной станции в истории было написано «Заря», так ее сначала и планировали назвать. Но только на Байконуре выяснилось, название-то занято!
– Одна из причин, что первый китайский спутник носил такое название «Заря» или же позывной Земли был «Заря», чтобы не путаться, значит, назвали «Салют», – рассказывает Игорь Маринин, академик Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского, заместитель главного редактора журнала «Русский космос».
В атмосфере секретности 70-х о таких деталях, конечно, не разглашалось. Как и не была известна настоящая история появления станции. Идея проекта принадлежала конструктору Владимиру Челомею. Но изначально он планировал создать станцию военного назначения. Она называлась «Алмаз», должна была заниматься разведкой, а на борту огромная пушка.
– Оружие не было предназначено для нападения, дело в том, что форпост — это значит наблюдательный пункт, где постоянно дежурят космонавты, ведут разведку. На них могли напасть, – продолжает Игорь Маринин, академик Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского, заместитель главного редактора журнала «Русский космос».
Позже эту идею все-таки реализуют, а пушку даже успешно испытают в космосе на «Салюте-3». Второй, третий и пятый «Салюты» как раз были теми самыми станциями военного назначения, «Алмазами», но для секретности это название не разглашали. В самом же первом «Салюте» от идеи Челомея остались только корпуса. После полета американцев на луну, ответ СССР должен был быть быстрым и впечатляющим. Решено было использовать корпуса, изготовленные на заводе имени Хруничева, и начинить их оборудованием кораблей «Союз» КБ Королева.
– Все это закрутилось очень быстро, работали непрерывно, от момента принятия решения до запуска ушло 14 месяцев. Сейчас эти сроки трудно кому-то сказать, что это возможно. А на самом деле, это было возможно, – рассказывает Сергей Шаевич, директор программы МКС Государственного космического научно-производственного центра им. М. В. Хруничева
«Салют» — это спорт. Впервые в на орбиту была доставлена беговая дорожка. После первых долговременных полетов на «Союзах» у космонавтов сильно ухудшалось здоровье. Мышцы в невесомости практически атрофируются. Поэтому, если ты хочешь построить свой первый орбитальный дом, спортивный инвентарь жизненно важен.
Космонавт Александр Александров также работал еще на запуске первого «Салюта», какое оборудование нужно в космосе, а какое нет, на все это ушли годы опыта, пробы, ошибки, опасные ситуации в негостеприимном космосе: «Были случаи, когда экипаж докладывает — запах дыма, мы не понимаем, что делать, но дым идет из-под доски приборной, что делать? Мы даем команду, прежде всего, все отключить как обычно. Выдернуть пробки. Вот так приходилось бороться, отключали, какую-то научную аппаратуру, если она не была готова».
На «Салют-7» Александров уже отправится сам. Станция станет по-настоящему долговременной, экспедиции по 200 суток, разработанная система фильтрации воды, выработка кислорода, возможность принимать грузовые корабли. Позже модуль, который сначала назывался «Салют-8», станет базовым блоком станции «Мир».
Источник