Vesolje je izjemno veliko mesto. Ko so astronomi skozi stoletja gledali dlje v vesolje in globlje v preteklost, so razumeli, kako majhna in nepomembna sta naša planeta in naše vrste videti v primerjavi. Obenem so nenehne preiskave elektromagnetizma in daljnih zvezd znanstvenike sklepale, kakšna je hitrost svetlobe - in da je to najhitrejša hitrost, ki jo je mogoče doseči.
Tako so astronomi uporabili razdaljo, ki jo svetloba na daljavo prepotuje v enem letu (aka svetlobno leto) za merjenje razdalj na medzvezdni in medgalaktični lestvici. Toda kako daleč potuje svetloba v enem letu? V bistvu se giblje s hitrostjo 299.792.458 metrov na sekundo (1080 milijonov km / uro; 671 milijonov mph), kar doseže približno 9.460,5 milijarde km (5,878,5 milijarde milj) na leto.
Hitrost svetlobe:
Izračun hitrosti svetlobe je bil znanstvenikom že vrsto stoletij zaskrbljujoč. In pred 17. stoletjem je bilo nesoglasje glede tega, ali je svetlobna hitrost končna, ali če se z enega mesta na drugega takoj pomakne. Leta 1676 je danski astronom Ole Romer rešil argument, ko so njegova opažanja navideznega gibanja Jupitrove lune Io razkrila, da je svetlobna hitrost končna.
Iz njegovih opazovanj je slavni nizozemski astronom Christiaan Huygens izračunal hitrost svetlobe pri 220.000 km / s (136.701 mi / s). V času gnezda dve stoletji se je hitrost svetlobe izpopolnjevala vedno bolj in bolj, pri čemer so se ocenile od približno 299.000 do 315.000 km / s (185.790 do 195.732 mi / s).
Temu je sledil James Clerk Maxwell, ki je leta 1865 predlagal, da je svetloba elektromagnetno valovanje. V svoji teoriji elektromagnetizma je bila hitrost svetlobe predstavljena kot c. In potem je leta 1905 Albert Einstein predlagal svojo teorijo posebne relativnosti, ki je predpostavljala, da hitrost svetlobe (c) je bila konstantna, ne glede na inercijski referenčni okvir opazovalca ali gibanje svetlobnega vira.
Do leta 1975 smo po stoletjih izpopolnjenih meritev hitrost svetlobe v vakuumu izračunali na 299.792.458 metrov na sekundo. Nenehne raziskave so tudi razkrile, da svetloba potuje z različno valovno dolžino in je sestavljena iz subatomskih delcev, znanih kot fotoni, ki nimajo mase in se obnašajo tako kot delci kot valovi.
Svetlobno leto:
Kot smo že omenili, hitrost svetlobe (izražena v metrih na sekundo) pomeni, da svetloba v enem letu preteče razdaljo 9.460.528.000.000 km (ali 5.878.499.817.000 milj). Ta razdalja je znana kot "svetlobno leto" in se uporablja za merjenje predmetov v vesolju, ki so na precej oddaljeni od nas.
Na primer, najbližja zvezda Zemlji (Proxima Centauri) je oddaljena približno 4,22 svetlobnih let. Središče Galaksije Mlečne poti je oddaljeno 26.000 svetlobnih let, najbližja velika galaksija (Andromeda) pa je oddaljena 2,5 milijona svetlobnih let. Do danes je kandidat za najbolj oddaljeno galaksijo z Zemlje MACS0647-JD, ki se nahaja približno 13,3 milijarde svetlobnih let.
Kozmično mikrovalovno ozadje, reliktno sevanje, ki naj bi ostalo od velikega poka, je oddaljeno približno 13,8 milijarde svetlobnih let. Odkritje tega sevanja ni samo podkrepilo teorije velikega poka, temveč je astronomom tudi dalo natančno oceno starosti vesolja. To postavlja še eno pomembno točko o merjenju kozmičnih razdalj v svetlobnih letih, to je dejstvo, da se prostor in čas prepletata.
Ko vidimo svetlobo, ki prihaja iz oddaljenega predmeta, se pravzaprav oziramo nazaj v čas. Ko vidimo svetlobo zvezde, ki je oddaljena 400 svetlobnih let, dejansko vidimo svetlobo, ki jo je oddajala zvezda pred 400 leti. Zato vidimo zvezdo, kot je bila videti pred 400 leti, ne tako, kot se zdi danes. Kot rezultat, če pogledamo na predmete, milijarde svetlobnih let od Zemlje, vidimo milijarde svetlobnih let nazaj v čas.
Da, svetloba potuje z izjemno veliko hitrostjo. Toda glede na velikost in obseg Vesolja lahko traja več milijard let od določenih točk vesolja, da nas dosežemo tukaj na Zemlji. Zato je za znanstvenike tako koristno vedeti, kako dolgo traja potovanje enega leta. Ne le da nam omogoča razumevanje obsega vesolja, ampak nam omogoča tudi načrtovanje procesa kozmične evolucije.
O vesolju hitrosti smo tukaj pisali številne članke o hitrosti svetlobe. Tukaj je, kako daleč je svetlobno leto? Kakšna je hitrost svetlobe ?, Koliko stvari je v svetlobnem letu ?, Kako potuje svetloba ?, in kako daleč lahko vidite v vesolju?
Želite več informacij o svetlobnih letih? Tu je članek o svetlobnih letih za HowStuffWorks in tu je odgovor podjetja PhysLink.
Na to temo smo posneli tudi epizodo Astronomy Cast. Poslušajte tukaj, Epizoda 10: Merjenje razdalje v vesolju.
Viri:
- NASA - Kako velika je hitrost svetlobe?
- NASA: Starchild - Kaj je svetlobno leto in kako se meri?
- Wikipedija - Hitrost svetlobe
- UCR - Kako se meri hitrost svetlobe?
