Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Как рассчитать световой год или другое световое расстояние
- Космологические расстояния и красное смещение
- Нахождение космологического расстояния
Многие люди неправильно понимают, что такое «световой год». Хотя это звучит как мера времени, потому что оно включает в себя год, на самом деле это расстояние. В некотором смысле это расстояние, выраженное в терминах скорости света, так что вы можете также использовать другие меры, такие как световой день или даже световая секунда. Однако это только часть истории, потому что расстояния в космическом масштабе усложняются расширением ткани пространства-времени. Подсчет светового года легко, просто умножьте скорость света на количество секунд в году, но вычислить космологические расстояния не так просто. Красное смещение объекта - это самая простая вещь, которую можно объективно определить, но есть и другие концепции, например, расстояние перемещения, которые также могут быть полезны.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Найти расстояние с точки зрения света по формуле:
dL = Коннектикут
где с это скорость света, dL это расстояние, и T это период времени. Для светового года:
Световой год = скорость света × количество секунд в году
Космологические расстояния могут быть найдены с помощью космологического калькулятора и красного смещения рассматриваемого объекта.
Как рассчитать световой год или другое световое расстояние
Рассчитайте световой год по простой формуле:
Световой год = скорость света × количество секунд в году
Скорость света обычно обозначается символом си если вы умножаете его на любой промежуток времени (T), вы получите это «расстояние света» (dL) вне расчета. Чтобы вы могли написать:
dL = Коннектикут
Скорость света составляет примерно 2.998 × 108 метров в секунду, поэтому световой год составляет:
Световой год = 2,998 × 108 м / с × 365,25 дней / год × 24 часа / день × 60 минут / час × 60 секунд / минута
= 9.46 × 1015 м
Этот расчет использовал 365,25 дней в году для учета високосных лет. Точно так же световой день - это:
Световой день = 2,998 × 108 м / с × 24 часа / день × 60 минут / час × 60 секунд / минута
= 2.59 × 1013 м
Космологические расстояния и красное смещение
Расстояния по космологической шкале сложны, потому что вся ткань пространства-времени постоянно расширяется. Так, например, если к нам приходит световой сигнал из далекой галактики, он движется со скоростью света и, вероятно, на завершение пути уходят сотни миллионов лет. За это время само пространство расширилось, и поэтому расстояние еще больше, чем было бы в начале пути. Это очень трудно определить, что это на самом деле означает сказать что-то прошло определенное расстояние в пространстве. «Сопутствующее» расстояние расширяется вместе с пространством, поэтому оно учитывает эту проблему, но оно по-прежнему не подходит для всех целей.
Наиболее объективной мерой расстояния в пространстве является «красное смещение». Оно измеряет, насколько «световая волна» «растянулась» (приблизив ее к красному концу спектра) из-за расширения пространства во время своего путешествия. Если он будет двигаться дальше, он сместит длину волны света больше.
Redshift (Z) определяется как:
Z = (λнабл – λотдых) / λотдых
где λ это символ длины волны, а подписи «obs» и «rest» означают длину волны, которую вы наблюдаете, и длину волны в системе отсчета, где она была излучена, соответственно. Вы можете найти длину волны, когда она испускалась, на основе стандартных значений, полученных в лаборатории, потому что различные вещества поглощают и излучают свет в определенных частях спектра.
Нахождение космологического расстояния
Найти космологические расстояния довольно сложно. Хотя вы можете рассчитать его, лучше всего использовать космологический калькулятор с уже введенными некоторыми стандартными параметрами. Введите красное смещение объекта, расстояние до которого вы хотите найти, используя параметры, предложенные калькулятором, и он вернет множество мер расстояния, включая расстояние перемещения и время прохождения света. Вы можете умножить время прохождения света (в секундах, как в первом разделе) на скорость света, чтобы найти расстояние, пройденное самим светом.