Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Kako izračunati svjetlosnu godinu ili drugu svjetlosnu udaljenost
- Kozmološke udaljenosti i crveni pomak
- Pronalaženje kozmološke udaljenosti
Mnogi ljudi pogrešno shvaćaju što je "svjetlosna godina". Iako zvuči kao mjera vremena, jer uključuje godinu, zapravo je udaljenost. U određenom smislu to je udaljenost izražena brzinom svjetlosti, tako da možete imati i druge mjere poput svjetlosnog dana ili čak svjetlosne sekunde. Međutim, ovo je samo dio priče, jer su udaljenosti u kozmičkim razmjerima komplicirane ekspanzijom tkanine prostora-vremena. Izračunavanje svjetlosne godine je jednostavno, jednostavno pomnožite brzinu svjetlosti s brojem sekundi u godini, ali računanje kozmoloških udaljenosti nije tako jednostavno. Crveni pomak objekta je najlakše što je moguće objektivno definirati, ali postoje i drugi pojmovi poput razdaljine uklanjanja koji mogu biti korisni.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Pronađite udaljenost u smislu svjetlosti pomoću formule:
dL = ct
Gdje c je brzina svjetlosti, dL je udaljenost i t je vremensko razdoblje. Za svjetlosnu godinu:
Svjetlosna godina = brzina svjetlosti × broj sekundi u godini
Kozmološke udaljenosti mogu se pronaći pomoću kozmološkog kalkulatora i crvenog pomaka predmetnog objekta.
Kako izračunati svjetlosnu godinu ili drugu svjetlosnu udaljenost
Izračunajte svjetlosnu godinu pomoću jednostavne formule:
Svjetlosna godina = brzina svjetlosti × broj sekundi u godini
Brzina svjetlosti obično se daje simbolu c, i ako je množite na bilo koje vremensko razdoblje (t), dobit ćete tu "udaljenost svjetlosti" (dL) izvan izračuna. Pa biste mogli napisati:
dL = ct
Brzina svjetlosti je otprilike 2.998 × 108 metara u sekundi, tako da je svjetlosna godina:
Svjetlosna godina = 2.998 × 108 m / s × 365,25 dana / godina × 24 sata / dan × 60 minuta / sat × 60 sekundi / minuta
= 9.46 × 1015 m
Taj se izračun koristio 365,25 dana godišnje za računanje prelaznih godina. Slično, svjetlosni dan je:
Dan svjetlosti = 2.998 × 108 m / s × 24 sata / dan × 60 minuta / sat × 60 sekundi / minuta
= 2.59 × 1013 m
Kozmološke udaljenosti i crveni pomak
Udaljenosti preko kozmološke ljestvice su komplicirane jer se cijela tkanina prostora-vremena stalno širi. Na primjer, ako se svjetlosni signal iz daleke galaksije pojavi prema nama, on se kreće brzinom svjetlosti i vjerojatno je potrebno stotine milijuna godina da završe put. Za to se vrijeme proširio i sam prostor, pa je udaljenost još veća nego što bi bila na početku putovanja. Zbog toga je zaista teško definirati što to zapravo jest sredstva reći da je nešto prešao određenu udaljenost kroz svemir. Udaljenost "uklanjanja" širi se zajedno s prostorom, tako da predstavlja problem, ali još uvijek nije u redu za sve svrhe.
Najobjektivnija mjera udaljenosti u prostoru je „crveni pomak.“ To mjeri koliko se svjetlosni val „ispružio“ (pomičući ga bliže crvenom kraju spektra) zbog širenja prostora tijekom puta. Ako putuje dalje, pomaknuo će valnu duljinu svjetlosti više.
Redshift (z) definira se kao:
z = (λobs – λodmor) / λodmor
Gdje λ je simbol za valnu duljinu, a pretplate "obs" i "rest" znače valnu duljinu koju opažate, odnosno valnu duljinu u referentnom okviru gdje je emitirana. Talasnu dužinu možete pronaći kada se emitira na temelju standardnih vrijednosti dobivenih u laboratoriju, jer različite tvari apsorbiraju i emitiraju svjetlost u određenim dijelovima spektra.
Pronalaženje kozmološke udaljenosti
Pronalaženje kozmoloških udaljenosti prilično je izazovno. Iako to možete izračunati, najbolji je pristup koristiti kozmološki kalkulator s već unesenim standardnim parametrima. Unesite crveno pomicanje objekta do kojeg želite pronaći udaljenost koristeći parametre koje predlaže kalkulator, i vratit ćete mnoge mjere udaljenosti, uključujući udaljenost spajanja i vrijeme putovanja svjetlom. Vrijeme pomicanja svjetlosti (pretvoreno u sekunde, kao u prvom odjeljku) možete umnožiti brzinom svjetlosti da biste pronašli udaljenost koju je svjetlost prijeđala.