Светлинна година
Светлинна година (символ ly) е извънсистемна единица за дължина, представляваща разстоянието, което светлината изминава за една година във вакуум.[1] Тъй като определението за „година“ варира, по препоръка на МАС (IAU) за „година“ се ползва Юлианския календар, в който тя се равнява на 365 дни и 6 часа (или 31 557 600 s), освен ако не е указано друго, и така:[1]
- 1 ly = 9 460 730 472 580,8 km
Стойност
Светлинна година е равна на 365,25 дни по 86 400 секунди по 299 792 458 (скорост на светлината в метри в секунда), което прави малко над 9,46×1012 km (9,46 трилиона километра). Светлинната година е приблизително равна на 0,3066 парсека (pc) и на 63 241 астрономически единици (au). Около 3,26 светлинни години е един парсек. За сравнение светлината изминава средното разстояние от Слънцето до Земята за около 8 минути и 20 секунди.
Точната дължина на светлинната година зависи от дължината на референтната година, използвана в изчисленията, но по този въпрос не съществува общоприето единно мнение. Посочените по-горе стойности са изчислени на база на референтна година от 365,25 дни. Въпреки това често се използва различна референтна година (например калкулаторите на Google и Yahoo използват по-малка стойност). Затова при необходимост от прецизност на резултатите, не е препоръчително за мерна единица да се използва светлинната година.
Употреба
Светлинната година се използва в масовата астрономия за определяне на разстояния от порядъка на тези между звездите и галактиките, но за научни цели предпочитаната мерна единица е парсекът, тъй като той е по-лесно приложим в комбинация с данните от наблюдението на звездите. Въпреки това, извън научните среди, терминът светлинна година намира широко приложение.
За по-малки космически разстояния се използва астрономическата единица, а за по-големите се ползват и кратните единици:
- Кило-светлинна година (на английски: kilolight-year, означение kly) е равна на хиляда светлинни години, или около 307 парсека. Кило-светлинните години се използват обикновено за измерване на разстоянията между отделни райони на галактиката.
- Мега-светлинна година (на английски: megalight-year, означение Mly) е равна на един милион светлинни години или на около 306 600 парсека. Мега-светлинните години се използват за измерване на разстояния между съседни галактики или групи галактики.
- Гига-светлинна година (на английски: gigalight-year, означение Gly) е равна на един милиард (109) светлинни години и това е една от най-големите единици за разстояние. Тя представлява около 1/13 от дължината на хоризонта на наблюдаемата вселена (обусловен от фоновото равнище на космическата радиация). В гига-светлинни години обикновено се измерват разстоянията между супергалактически структури от рода на купове квазар или „Великата стена на Слоун“.
Разстояния
Разстоянията между планетите в една звездна система обикновено се измерват в части от светлинната година. В светлинни години се измерват разстоянията между близките звезди, като например между звездите в един и същи спирален ръкав или кълбовиден звезден куп.
За по-нагледно сравнение на различни по порядък разстояния се използва времето, за което ги изминава светлината:
- разстоянието от Луната до Земята за 1,2 s;
- диаметъра на Слънцето за 4 s;
- разстоянието от Слънцето до Земя (означавано като 1 астрономическа единица) за 8,31 минути[2];
- диаметъра на Слънчевата система за 2,5 часа;
- разстоянието до най-близката звезда Проксима Кентавър за 4,22 години[3][4];
- разстоянието до центъра на нашата галактика Млечен път за 26 хил. години[5][6];
- диаметъра на Млечния път за 100 хил. години;
- разстоянието до най-близкото галактическо струпване Дева за 59 млн. години;
- разстоянието от Земята до ръба на наблюдаемата вселена за 46,5 млрд. години.
Светлинната година е удобна за качествено представяне на разстояния в астрономията:
| Мащаб | Стойност | Описание |
|---|---|---|
| Секунди | 40,4×10-9 ly | Средното разстояние до Луната е приблизително 376 300 km, което означава, че светлинен лъч, изпратен от повърхността на Земята, ще я достигне за 1,2-1,3 s. |
| Минути | 15,8×10-6 ly | Една астрономическа единица е равна приблизително на 150 млн. километра. Светлинен лъч, изпратен от повърхността на Слънцето, ще достигне Земята за около 500 секунди (8 минути и 20 секунди). |
| Часове | 3,2×10-3 ly | Апаратите от сериите Пионер и Вояджър, пътуващи извън пределите на Слънчевата система, сега се намират на разстояние от около сто астрономически единици и времето за отговор на запитванията от Земята е от порядъка на 14 часа. За да преодолеят това разстояние са им били необходими около 30 години. |
| Година | 1,6 ly | Предполага се, че вътрешният край на облака на Оорт е разположен на 50 000 au от Слънцето, а външният – на 100 000 au. Тоест, за да се преодолее разстоянието между външния и вътрешния край, са необходими около 2 ly. |
| 2 ly | Максималният радиус на областта на гравитационно влияние на Слънцето (Сфера на Хил) е 125 000 au. | |
| 4,22 ly | Най-близката звезда Проксима Центавър е разположена на разстояние от 1,3 pc или 4,22 ly. | |
| Хилядолетие | 26×103 ly | Центърът на нашата галактика Млечният път се намира на около 10 kpc от нас, което е ~30 000 ly.[7][8] |
| 100×103 ly | Диаметърът на Млечния път е 30 kpc или 100 000 ly. | |
| Милиони години | 2,5×106 ly | Най-близката спирална галактика, знаменитата галактика Андромеда, е отдалечена от нас на 772 kpc или на 2,5 Mly. |
| 3,14×106 ly | Галактика M33 е разположена на 3,14 Mly от нас и е най-отдалеченият обект, видим с невъоръжено око. | |
| 59×106 ly | Най-близкото галактическо струпване, струпването Дева, е отдалечено на 59 Mly. | |
| 150×106 – 250×106 ly | Гравитационната аномалия „Великият атрактор“ се намира на разстояние от 150 – 250 Mly. | |
| Милиарди години | 1,2×109 ly | „Великата стена на Слоун“ е едно от най-крупните образувания във Вселената, с размери около 350 Mpc. За прекосяването ѝ от край до край са необходими около милиард светлинни години (1,2 Gly). |
| 13,6×109 ly | Размер на причинно-свързаната област на Вселената. Изчислява се като се използват възрастта на Вселената и максималната скорост на предаване на информация — скоростта на светлината. |