Světelný rok

Světelný rok

Světelný rok , alternativně hláskovaný světelný rok , je velká jednotka délky používaná k vyjádření astronomických vzdáleností a odpovídá asi 9,46 bilionu kilometrů (9,46 × 10 12 km ), neboli 5,88 bilionu mil (5,88 × 1012 mil ) Podle definice Mezinárodní astronomické unie (IAU) je světelný rok vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu za jeden juliánský rok (365,25 dne). Protože to zahrnuje slovo měření času " rok ", termín světelný rok je někdy mylně interpretován jako jednotka času .

Světelný rok se nejčastěji používá při vyjadřování vzdáleností ke hvězdám a dalších vzdáleností v galaktickém měřítku, zejména v laických souvislostech a populárně naučných publikacích. Jednotkou nejběžněji používanou v profesionální astronomii je parsek (symbol: pc, asi 3,26 světelných let), který pochází z astrometrie ; je to vzdálenost, ve které jedna astronomická jednotka svírá úhel jedné obloukové vteřiny .

Definice

Podle definice IAU je světelný rok součinem juliánského roku (365,25 dne na rozdíl od 365,2425 dne gregoriánského roku ) a rychlosti světla (299 792 458 m/s ). [poznámka 3] Obě tyto hodnoty jsou zahrnuty v IAU (1976) System of Astronomical Constants , používaném od roku 1984. Z toho lze odvodit následující převody. IAU uznávaná zkratka pro světelný rok je ly, i když jiné normy jako ISO 80000 používají "ly" a časté jsou lokalizované zkratky, jako je "al" ve francouzštině ( z nnée- l umière ), španělština (z ño l uz ) a italština ( z nno l uce), "Lj" v němčině (z L icht j ahr ) atd.

1 světelný rok =9 460 730 472 580 800 metrů (přesně)
≈ 9 461 petametrů
≈9,461 bilionu kilometrů (5,879 bilionu mil )
≈63 241 .077 astronomických jednotek
≈0,306 601 parseků

Před rokem 1984 byly tropický rok (nikoli juliánský rok) a naměřená (nedefinovaná) rychlost světla zahrnuty do systému astronomických konstant IAU (1964), používaného v letech 1968 až 1983. Produkt Simona Newcomba ' s J1900,0 znamená tropický rok31 556 925 .9747 efemerid sekund a rychlostí světla299 792,5 km/s produkoval světelný rok9,460 530 × 10 15 m (zaokrouhleno na sedm platných číslic rychlosti světla) nalezené v několika moderních zdrojích bylo pravděpodobně odvozeno ze starého zdroje, jako je odkaz CW Allena z roku 1973 o Astrofyzikálních kvantitách práce , která byla aktualizována v roce 2000, včetně výše citované hodnoty IAU (1976) (zkrácená na 10 platných číslic).

Další vysoce přesné hodnoty nejsou odvozeny z koherentního systému IAU. Hodnota9,460 536 207 × 10 15 m nalezený v některých moderních zdrojích je součin středního gregoriánského roku (365,2425 dnů resp.31 556 952 s ) a definovaná rychlost světla (299 792 458 m/s ). Další hodnota,9,460 528 405 × 10 15 m , je součin středního tropického roku J1900,0 a definované rychlosti světla.

Zkratky používané pro světelné roky a násobky světelných let jsou

• "ly" na jeden světelný rok
• "kly" za kilosvětelný rok (1000 světelných let)
• "Mly" pro megasvětelný rok (1 000 000 světelných let)
• "Gly" pro gigasvětelný rok (1 000 000 000 světelných let)

Historie

Jednotka světelného roku se objevila několik let po prvním úspěšném měření vzdálenosti k jiné hvězdě než ke Slunci Friedrichem Besselem v roce 1838. Hvězda byla 61 Cygni a použil 160-milimetrový (6,2 palce) navržený heliometr. od Josepha von Fraunhofera . Největší jednotkou pro vyjádření vzdáleností napříč vesmírem byla v té době astronomická jednotka, která se rovnala poloměru oběžné dráhy Země ve vzdálenosti 150 milionů kilometrů (93 milionů mil). V těchto termínech trigonometrické výpočty založené na 61 Cygniho paralaxe o délce 0,314 obloukových sekund ukázaly, že vzdálenost ke hvězdě je 660 000 astronomických jednotek (9,9 × 10 13 km; 6,1 × 10 13 mi). Bessel dodal, že světlu trvá překonání této vzdálenosti 10,3 roku.Poznal, že jeho čtenáři by si užili mentální představu o přibližné době přechodu světla, ale zdržel se používání světelného roku jako jednotky. Možná se bránil vyjádření vzdáleností ve světelných letech, protože by to snížilo přesnost jeho paralaxových dat kvůli násobení s nejistým parametrem rychlosti světla.

Rychlost světla nebyla v roce 1838 ještě přesně známa; jeho hodnota se změnila v roce 1849 ( Fizeau ) a 1862 ( Foucault ). To ještě nebylo považováno za základní konstantu přírody a šíření světla éterem nebo prostorem bylo stále záhadné.

Jednotka světelného roku se objevila v roce 1851 v německém populárním astronomickém článku Otto Uleho . Ule vysvětlil zvláštnost názvu jednotky vzdálenosti končící na "rok" přirovnáním k hodině chůze ( Wegstunde ).

Současná německá populární astronomická kniha si také všimla, že světelný rok je zvláštní název. V roce 1868 anglický časopis označil světelný rok za jednotku používanou Němci. Eddington nazval světelný rok nepohodlnou a irelevantní jednotkou, která se někdy z populárního použití vkradla do technického vyšetřování.

Ačkoli moderní astronomové často preferují použití parseku , světelné roky se také s oblibou používají k měření rozlohy mezihvězdného a mezigalaktického prostoru.

Použití termínu

Vzdálenosti vyjádřené ve světelných letech zahrnují vzdálenosti mezi hvězdami ve stejné obecné oblasti, jako jsou ty, které patří do stejného spirálního ramene nebo kulové hvězdokupy . Samotné galaxie mají průměr od několika tisíc do několika set tisíc světelných let a jsou odděleny od sousedních galaxií a galaktických kup miliony světelných let. Vzdálenosti k objektům, jako jsou kvasary a Sloanská zeď , dosahují miliard světelných let.

Výpočet

Způsob výpočtu vzdálenosti světelného roku je nyní vysvětlen:

Kde:

• 299 792 458 je počet metrů, které světlo urazí za jednu sekundu.
• 60 je počet sekund za minutu.
• Dalších 60 je počet minut za hodinu.
• 24 je počet hodin za den.
• 365,25 je počet dní v juliánském roce.

Související jednotky

Vzdálenosti mezi objekty v rámci hvězdného systému bývají malé zlomky světelného roku a jsou obvykle vyjádřeny v astronomických jednotkách . Nicméně menší jednotky délky mohou být podobně vytvořeny užitečně vynásobením jednotek času rychlostí světla. Například světelná vteřina , užitečná v astronomii, telekomunikacích a relativistické fyzice, je přesně taková299 792 458 metrů nebo 1 ⁄31 557 600 světelného roku. V populárně naučnýchpublikacíchse někdy používají jednotky jako světelná minuta, světelná hodina a světelný denSvětelný měsíc, zhruba jedna dvanáctina světelného roku, se také příležitostně používá pro přibližné míry. Haydenovoplanetáriumspecifikuje světelný měsíc přesněji jako 30 dní doby průchodu světla.

Světlo se pohybuje přibližně jednu stopu za nanosekundu ; termín "lehká noha" se někdy používá jako neformální měřítko času.