100,000 vite dritë. Viti i dritës dhe shkalla kozmike

Më 22 shkurt 2017, NASA raportoi se yll i vetëm TRAPPIST-1 gjeti 7 ekzoplanete. Tre prej tyre janë në rangun e distancave nga ylli në të cilin planeti mund të ketë ujë të lëngshëm, dhe uji është kusht kyç për jetën. Raportohet gjithashtu se ky sistem yjor ndodhet në një distancë prej 40 vjet dritë nga Toka.

Ky mesazh shkaktoi shumë zhurmë në media, disa madje menduan se njerëzimi ishte një hap larg ndërtimit të vendbanimeve të reja nova, por kjo nuk është e vërtetë. Por 40 vite dritë janë shumë, janë shumë, janë shumë kilometra, domethënë është një distancë monstruoze kolosale!

Nga një kurs i fizikës, shpejtësia e tretë e ikjes është e njohur - kjo është shpejtësia që një trup duhet të ketë në sipërfaqen e Tokës në mënyrë që të shkojë përtej sistemit diellor. Vlera e kësaj shpejtësie është 16.65 km/sek. Anijet kozmike orbitale konvencionale ngrihen me një shpejtësi prej 7.9 km/sek dhe rrotullohen rreth Tokës. Në parim, një shpejtësi prej 16-20 km/sek është mjaft e arritshme për teknologjitë moderne tokësore, por jo më shumë!

Njerëzimi nuk ka mësuar ende të përshpejtojë anijet kozmike më shpejt se 20 km/sek.

Le të llogarisim se sa vite do t'i duhen një anijeje ylli që fluturon me një shpejtësi prej 20 km/sek për të udhëtuar 40 vite dritë dhe për të arritur yllin TRAPPIST-1.
Një vit drite është distanca që kalon një rreze drite në vakum, dhe shpejtësia e dritës është afërsisht 300 mijë km/sek.

Një anije kozmike e krijuar nga njeriu fluturon me një shpejtësi prej 20 km/sek, domethënë 15,000 herë më ngadalë se shpejtësia e dritës. Një anije e tillë do të mbulojë 40 vite dritë në një kohë të barabartë me 40*15000=600000 vjet!

Anija tokësore (në nivel modern teknologji) do të arrijë yllin TRAPPIST-1 në rreth 600 mijë vjet! Homo sapiens ka ekzistuar në Tokë (sipas shkencëtarëve) për vetëm 35-40 mijë vjet, por këtu është sa 600 mijë vjet!

Në të ardhmen e afërt, teknologjia nuk do t'i lejojë njerëzit të arrijnë yllin TRAPPIST-1. Edhe motorët premtues (jon, foton, velat kozmike, etj.), të cilët nuk ekzistojnë në realitetin tokësor, vlerësohet të jenë në gjendje të përshpejtojnë anijen në një shpejtësi prej 10,000 km/sek, që do të thotë se koha e fluturimit për në TRAPPIST -1 sistem do të reduktohet në 120 vjet. Kjo është tashmë një kohë pak a shumë e pranueshme për fluturim duke përdorur animacion të pezulluar ose për disa breza emigrantësh, por sot të gjithë këta motorë janë fantastikë.

Edhe yjet më të afërt janë ende shumë larg njerëzve, shumë larg, për të mos përmendur yjet e galaktikës sonë apo galaktika të tjera.

Diametri i galaktikës sonë Rruga e Qumështit është afërsisht 100 mijë vjet dritë, domethënë, udhëtimi nga skaji në skaj për një anije moderne Toke do të jetë 1.5 miliardë vjet! Shkenca sugjeron se Toka jonë është 4.5 miliardë vjet e vjetër dhe jeta shumëqelizore është afërsisht 2 miliardë vjet. Distanca nga galaktika më e afërt me ne - Mjegullnaja Andromeda - 2.5 milionë vite dritë nga Toka - sa distanca monstruoze!

Siç mund ta shihni, nga të gjithë njerëzit e gjallë, askush nuk do të shkelë kurrë në tokën e një planeti pranë një ylli tjetër.

Në një mënyrë apo tjetër, në mua jetën e përditshme ne matim distancat: në supermarketin më të afërt, në shtëpinë e një të afërmi në një qytet tjetër, deri në e kështu me radhë. Sidoqoftë, kur bëhet fjalë për pafundësinë e hapësirës së jashtme, rezulton se përdorimi i vlerave të njohura si kilometrat është jashtëzakonisht irracional. Dhe çështja këtu nuk është vetëm në vështirësinë e perceptimit të vlerave gjigante që rezultojnë, por në numrin e numrave në to. Edhe të shkruash kaq shumë zero do të bëhet problem. Për shembull, distanca më e shkurtër nga Marsi në Tokë është 55.7 milionë kilometra. Gjashtë zero! Por planeti i kuq është një nga fqinjët tanë më të afërt në qiell. Si të përdoren numrat e rëndë që rezultojnë gjatë llogaritjes së distancës edhe me yjet më të afërt? Dhe është tani që ne kemi nevojë për një vlerë të tillë si një vit drite. Sa është e barabartë? Le ta kuptojmë tani.

Koncepti i një viti drite është gjithashtu i lidhur ngushtë me fizikën relativiste, në të cilën lidhje e ngushtë dhe varësia e ndërsjellë e hapësirës dhe kohës u vendos në fillim të shekullit të 20-të, kur u shembën postulatet e mekanikës Njutoniane. Para kësaj vlere të distancës, njësi në shkallë më të madhe në sistem

u formuan mjaft thjesht: secila pasuese ishte një koleksion njësish të një rendi më të vogël (centimetra, metra, kilometra, e kështu me radhë). Në rastin e një viti drite, distanca ishte e lidhur me kohën. Shkenca moderne Dihet se shpejtësia e përhapjes së dritës në vakum është konstante. Për më tepër, është shpejtësia maksimale në natyrë që është e lejueshme në fizikën moderne relativiste. Ishin këto ide që formuan bazën e kuptimit të ri. Viti i dritës e barabartë me distancën, të cilën e përshkon një rreze drite në një vit kalendarik tokësor. Në kilometra është afërsisht 9,46 * 10 15 kilometra. Është interesante se një foton e përshkon distancën deri në Hënën më të afërt në 1.3 sekonda. Është rreth tetë minuta nga dielli. Por yjet e ardhshëm më të afërt, Alpha, janë tashmë rreth katër vite dritë larg.

Vetëm një distancë fantastike. Ekziston një masë edhe më e madhe e hapësirës në astrofizikë. Një vit drite është i barabartë me rreth një të tretën e një parseku, një njësi edhe më e madhe e matjes së distancave ndëryjore.

Shpejtësia e përhapjes së dritës në kushte të ndryshme

Nga rruga, ekziston gjithashtu një veçori e tillë që fotonet munden me shpejtësi të ndryshme përhapur në mjedise të ndryshme. Tashmë e dimë se sa shpejt fluturojnë në vakum. Dhe kur thonë se një vit drite është i barabartë me një distancë, mposhtur nga drita për një vit do të thotë bosh hapësira e jashtme. Megjithatë, është interesante të theksohet se në kushte të tjera shpejtësia e dritës mund të jetë më e ulët. Për shembull, në mjedisi ajror fotonet shpërndahen me një shpejtësi pak më të ulët se në vakum. Cila varet nga gjendja specifike e atmosferës. Kështu, në një mjedis të mbushur me gaz, një vit drite do të ishte i barabartë me disa në një vlerë më të ulët. Megjithatë, ajo nuk do të ndryshonte ndjeshëm nga ajo e pranuar.

Shkallët e distancës galaktike

vit drite ( St. G., ly) - njësi josistematike gjatësia e barabartë me distancën e përshkuar nga drita në një vit.

Më saktësisht, siç përcaktohet nga Unioni Ndërkombëtar Astronomik (IAU), një vit drite është i barabartë me distancën që drita përshkon në vakum, e pandikuar nga fushat gravitacionale, në një vit Julian (e barabartë me përkufizimin me 365,25 ditë standarde prej 86,400 SI sekonda , ose 31,557 600 sekonda). Ky është përkufizimi i rekomanduar për përdorim në letërsi shkencore popullore. Në literaturën profesionale për shprehje distanca të gjata Në vend të viteve të dritës, zakonisht përdoren parsekë dhe shumëfisha të njësive (kilo- dhe megaparsekë).

Më parë (para 1984), një vit drite ishte emri i distancës e kalueshme nga drita për një vit tropikal të caktuar për epokën 1900.0. Përkufizimi i ri ndryshon nga ai i vjetër përafërsisht 0,002%. Meqenëse kjo njësi e distancës nuk përdoret për matje me saktësi të lartë, dallim praktik nuk ka dallim mes përkufizimeve të vjetra dhe të reja.

Vlerat numerike

Një vit dritë është i barabartë me:

• 9,460,730,472,580,800 metra (afërsisht 9,46 petametra)
• 63,241,077 njësi astronomike (AU)
• 0,306601 parsek

Njësitë e ndërlidhura

Njësitë e mëposhtme përdoren mjaft rrallë, zakonisht vetëm në botimet popullore:

• 1 sekondë dritë = 299,792.458 km (sakt)
• 1 minutë e lehtë≈ 18 milion km
• 1 orë dritë ≈ 1079 milion km
• 1 ditë dritë ≈ 26 miliardë km
• 1 javë dritë ≈ 181 miliardë km
• 1 muaj dritë ≈ 790 miliardë km

Distanca në vite dritë

Viti i dritës është i përshtatshëm për përfaqësimin cilësor të shkallëve të distancës në astronomi.

Me siguri, duke dëgjuar në disa film aksion fantastiko-shkencor shprehja a la "njëzet deri në Tatooine" vite dritë“, shumë bënë pyetje legjitime. Do të përmend disa prej tyre:

A nuk është një vit një kohë?

Atëherë çfarë është vit drite?

Sa kilometra është?

Sa kohë do të duhet për të kapërcyer vit drite anije kozmike Me Toka?

Vendosa t'i kushtoj artikullin e sotëm shpjegimit të kuptimit të kësaj njësie matëse, duke e krahasuar atë me kilometrat tona të zakonshme dhe duke demonstruar shkallën që funksionon. Universi.

Vrapues virtual.

Le të imagjinojmë një person, në kundërshtim me të gjitha rregullat, duke nxituar përgjatë një autostrade me një shpejtësi prej 250 km/h. Për dy orë ai do të përshkojë 500 km, dhe në katër - sa 1000. Nëse, sigurisht, nuk rrëzohet gjatë procesit...

Duket se kjo është shpejtësi! Por për të shkuar rreth të tërës globit(≈ 40,000 km), vrapuesit tonë do t'i duhet 40 herë më shumë kohë. Dhe kjo është tashmë 4 x 40 = 160 orë. Ose pothuajse gjithë javën vozitje e vazhdueshme!

Në fund, megjithatë, nuk do të themi se ka kaluar 40.000.000 metra. Sepse dembelizmi na ka detyruar gjithmonë të shpikim dhe përdorim njësi matëse alternative më të shkurtra.

Kufiri.

Nga kursi shkollor fizikanët, të gjithë duhet ta dinë se kalorësi më i shpejtë në Universi- dritë. Në një sekondë, rrezja e saj mbulon një distancë prej afërsisht 300,000 km, dhe kështu do të rrethojë globin për 0,134 sekonda. Kjo është 4,298,507 herë më shpejt se vrapuesi ynë virtual!

Nga Toka te Hëna drita arrin mesatarisht 1.25 s, deri në dielli rrezja e saj do të arrijë për pak më shumë se 8 minuta.

Kolosale, apo jo? Por ekzistenca e shpejtësive ende nuk është vërtetuar, shpejtësi të lartë Sveta. Kjo është arsyeja pse botën shkencore Vendosa se do të ishte logjike të matej shkallë kozmike në njësi që një valë radio kalon në intervale të caktuara kohore (që është ajo që është drita, në veçanti).

Distancat.

Kështu, vit drite- asgjë më shumë se distanca që përshkon një rreze drite në një vit. Në shkallët ndëryjore, përdorimi i njësive të distancës më të vogla se kjo nuk ka shumë kuptim. E megjithatë ata janë aty. Këtu janë vlerat e tyre të përafërta:

1 sekondë dritë ≈ 300.000 km;

1 minutë dritë ≈ 18 000 000 km;

1 orë dritë ≈ 1,080,000,000 km;

1 ditë dritë ≈ 26,000,000,000 km;

1 javë dritë ≈ 181,000,000,000 km;

1 muaj dritë ≈ 790,000,000,000 km.

Tani, në mënyrë që të kuptoni se nga vijnë numrat, le të llogarisim se me çfarë është e barabartë vit drite.

Ka 365 ditë në vit, 24 orë në ditë, 60 minuta në një orë dhe 60 sekonda në një minutë. Kështu, një vit përbëhet nga 365 x 24 x 60 x 60 = 31,536,000 sekonda. Në një sekondë, drita përshkon 300,000 km. Prandaj, në një vit trau i tij do të përshkojë një distancë prej 31,536,000 x 300,000 = 9,460,800,000,000 km.

Ky numër lexohet kështu: 9 TRILION, KATËR GJASHTË DHE TETËQIND MILION kilometra.

Sigurisht, vlerën e saktë vite dritë pak më ndryshe nga ajo që kemi llogaritur. Por kur përshkruani distancat nga yjet në artikujt e shkencës popullore, saktësia më e lartë, në parim, nuk është e nevojshme dhe njëqind ose dy milionë kilometra nuk do të luajnë një rol të veçantë këtu.

Tani le të vazhdojmë eksperimentet tona të mendimit ...

Shkalla.

Le të supozojmë se moderne anije kozmike gjethet sistemi diellor nga e treta shpejtësia e arratisjes(≈ 16,7 km/s). Së pari vit drite ai do ta kapërcejë atë për 18,000 vjet!

4,36 vite dritë tek ai më afër nesh sistemi yjor (Alfa Centauri, shikoni imazhin në fillim) do ta kapërcejë për rreth 78 mijë vjet!

Tona Galaktika e Rrugës së Qumështit, me një diametër prej afërsisht 100,000 vite dritë, do të kalojë në 1 miliard e 780 milionë vjet.

Siç e dini, për të matur distancat nga Dielli në planet, si dhe midis planetëve, shkencëtarët dolën me një njësi astronomike. Çfarë është ajo vit drite?

Para së gjithash, duhet theksuar se viti i dritës është gjithashtu një njësi matëse e pranuar në astronomi, por jo e kohës (siç mund të duket, duke gjykuar nga kuptimi i fjalës "vit"), por i distancës.

Me çfarë është i barabartë një vit dritë?

Kur shkencëtarët arritën të llogaritnin distancat me yjet më të afërt, u bë e qartë se në botë me yje Njësia astronomike është e papërshtatshme për t'u përdorur. Le të themi për fillim se distanca nga Dielli në yllin më të afërt është afërsisht 4.5 vite dritë. Kjo do të thotë se drita nga Dielli ynë deri te ylli më i afërt (meqë ra fjala, quhet Proxima Centauri) kërkon 4.5 vjet për të udhëtuar! Sa larg është kjo distancë? Le të mos mërzitim askënd me matematikën, le të vërejmë se në një sekondë, grimcat e dritës fluturojnë 300,000 kilometra. Kjo do të thotë, nëse dërgoni një sinjal me një elektrik dore drejt Hënës, kjo dritë do të shihet atje në më pak se një sekondë e gjysmë. Drita udhëton nga Dielli në Tokë për 8.5 minuta. Sa kohë atëherë udhëtojnë rrezet e dritës në një vit?

Le të themi menjëherë: një vit drite është afërsisht 10 trilion kilometra(një trilion është një i ndjekur nga dymbëdhjetë zero). Më saktësisht, 9,460,730,472,581 kilometra. Nëse rillogaritet në njësi astronomike, do të jetë afërsisht 67,000 Dhe kjo është vetëm për yllin më të afërt!

Është e qartë se në botën e yjeve dhe galaktikave njësia astronomike nuk është e përshtatshme për matje. Është më e lehtë për të vepruar në llogaritjet me vite dritë.

Zbatueshmëria në botën yjore

Për shembull, distanca nga Toka deri në yllin më të ndritshëm në qiell, Sirius, është 8 vite dritë. Dhe distanca nga Dielli në Ylli i Veriutështë rreth 600 vite dritë. Kjo do të thotë, drita nga ne arrin atje në 600 vjet. Kjo do të ishte afërsisht 40 milionë njësi astronomike. Për krahasim, theksojmë se madhësia (diametri) e Galaxy tonë është rruga e qumështit- rreth 100,000 vite dritë. Fqinji ynë më i afërt është galaktikë spirale, e cila quhet Mjegullnaja e Andromedës, është e largët nga Toka në një distancë prej 2.52 milionë vite dritë. Është shumë e papërshtatshme ta tregosh këtë në njësi astronomike. Por ka objekte në Univers që janë përgjithësisht 15 miliardë vite dritë larg nesh. Kështu, rrezja e Universit të vëzhgueshëm është 13.77 miliardë vite dritë. Dhe Universi i plotë, siç dihet, shtrihet përtej pjesës së vëzhgueshme.

Nga rruga, diametri i Universit të vëzhgueshëm nuk është aspak 2 herë më i madh se rrezja, siç mund të mendoni. Puna është se me kalimin e kohës, hapësira zgjerohet. Ato objekte të largëta që lëshuan dritë 13.77 miliardë vjet më parë kanë fluturuar edhe më larg nesh. Sot ato janë më shumë se 46.5 miliardë vite dritë larg. Dyfishimi i kësaj na jep 93 miliardë vite dritë. Ky është diametri i vërtetë i Universit të vëzhgueshëm. Pra, madhësia e pjesës së hapësirës që po vëzhgohet (dhe që quhet edhe Metagalaksi) po rritet gjatë gjithë kohës.

Matja e distancave të tilla në kilometra ose njësi astronomike nuk ka kuptim. Për të qenë i sinqertë, ata nuk përshtaten fare këtu dhe vite dritë. Por asgjë njerëz më të mirë nuk e kam kuptuar ende. Shifrat janë aq të mëdha sa që vetëm një kompjuter mund t'i trajtojë ato.

Përkufizimi dhe thelbi i vitit të dritës

Kështu, viti i dritës (viti i dritës) është një njësi e gjatësisë, jo e kohës, që përfaqëson distancën e përshkuar rreze dielli në vit, pra 365 ditë. Kjo njësi matëse është shumë e përshtatshme për qartësinë e saj. Kjo ju lejon t'i përgjigjeni pyetjes, pas çfarë periudhe kohore mund të prisni një përgjigje nëse dërgoni mesazh elektromagnetik. Dhe nëse kjo periudhë është shumë e gjatë (për shembull, një mijë vjet), atëherë nuk ka kuptim në veprime të tilla.