Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Ako vypočítať svetelný rok alebo inú svetelnú vzdialenosť
- Kozmologické vzdialenosti a červený posun
- Nájdenie kozmologickej vzdialenosti
Mnoho ľudí nechápe, čo je „svetelný rok“. Aj keď to znie ako miera času, pretože zahŕňa rok, v skutočnosti je to vzdialenosť. V istom zmysle je to vzdialenosť vyjadrená z hľadiska rýchlosti svetla, takže môžete mať aj iné opatrenia, napríklad svetelný deň alebo dokonca svetelnú sekundu. Toto je však iba časť príbehu, pretože vzdialenosti v kozmickom meradle sú komplikované expanziou látky časopriestoru. Výpočet svetelného roka je jednoduchý, jednoducho vynásobte rýchlosť svetla počtom sekúnd za rok, ale výpočet kozmologických vzdialeností nie je taký jednoduchý. Redshift objektu je najjednoduchšie objektívne definovať, existujú však aj iné koncepty, ako je napríklad kompromisná vzdialenosť, ktorá môže byť tiež užitočná.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Nájdite vzdialenosť z hľadiska svetla pomocou vzorca:
dL = ct
Kde C je rýchlosť svetla, dL je vzdialenosť a T je časové obdobie. Pre svetelný rok:
Svetelný rok = rýchlosť svetla × počet sekúnd v roku
Kozmologické vzdialenosti možno nájsť pomocou kozmologickej kalkulačky a červeného posunu predmetu.
Ako vypočítať svetelný rok alebo inú svetelnú vzdialenosť
Vypočítajte svetelný rok pomocou jednoduchého vzorca:
Svetelný rok = rýchlosť svetla × počet sekúnd v roku
Symbolom je zvyčajne rýchlosť svetla Ca ak ho vynásobíte v ľubovoľnom časovom období (T) získate „vzdialenosť svetla“ (dL) z výpočtu. Takže môžete napísať:
dL = ct
Rýchlosť svetla je približne 2 999 × 108 metrov za sekundu, takže svetelný rok je:
Svetelný rok = 2 999 × 108 m / s × 365,25 dní / rok × 24 hodín / deň × 60 minút / hodinu × 60 sekúnd / minúta
= 9.46 × 1015 m
Pri tomto výpočte sa za prechodné roky použilo 365,25 dní v roku. Svetelný deň je tiež:
Svetelný deň = 2 999 × 108 m / s × 24 hodín / deň × 60 minút / hodinu × 60 sekúnd / minúta
= 2.59 × 1013 m
Kozmologické vzdialenosti a červený posun
Vzdialenosti v kozmologickom meradle sú komplikované, pretože celá štruktúra časopriestoru sa neustále rozširuje. Napríklad, ak k nám príde svetelný signál zo vzdialenej galaxie, pohybuje sa rýchlosťou svetla a dokončenie cesty pravdepodobne trvá stovky miliónov rokov. V tom čase sa priestor sám rozšíril, a tak je vzdialenosť ešte väčšia, ako by bola na začiatku cesty. Preto je ťažké definovať, čo to vlastne je prostriedky že niečo prešlo určitou vzdialenosťou v priestore. „Počiatočná“ vzdialenosť sa rozširuje spolu s priestorom, takže je zodpovedná za tento problém, stále však nie je vhodná na všetky účely.
Najobjektívnejšou mierkou vzdialenosti v priestore je „červený posun“. Týmto sa meria miera, v ktorej sa svetelná vlna „natiahla“ (posunula ju bližšie k červenému koncu spektra) z dôvodu rozšírenia priestoru počas svojej cesty. Ak cestuje ďalej, posunie viac vlnovú dĺžku svetla.
Redshift (z) je definovaný ako:
z = (λobs – λzvyšok) / λzvyšok
Kde λ je symbol pre vlnovú dĺžku a predpony „obs“ a „rest“ znamenajú vlnovú dĺžku, ktorú pozorujete, a vlnovú dĺžku v referenčnom rámci, kde sa vysielala. Vlnovú dĺžku môžete nájsť, keď bola emitovaná, na základe štandardných hodnôt získaných v laboratóriu, pretože rôzne látky absorbujú a emitujú svetlo v určitých častiach spektra.
Nájdenie kozmologickej vzdialenosti
Nájsť kozmologické vzdialenosti je dosť náročné. Aj keď to dokážete vypočítať, najlepším prístupom je použitie kozmologickej kalkulačky s niektorými štandardnými parametrami už zadanými. Zadajte červený posun objektu, pre ktorý chcete nájsť vzdialenosť, pomocou parametrov navrhnutých kalkulačkou a vráti veľa mierok vzdialenosti, vrátane započítanej vzdialenosti a času jazdy svetlom. Čas cesty svetla (prepočítaný na sekundy, ako v prvej časti) môžete vynásobiť rýchlosťou svetla, aby ste našli vzdialenosť, ktorú prešlo samotné svetlo.