Universul este un loc extrem de mare. Pe măsură ce astronomii au privit mai departe în spațiu de-a lungul secolelor și mai adânc în trecut, au ajuns să înțeleagă cât de mici și neînsemnate par planeta noastră și specia noastră par prin comparație. În același timp, investigațiile în curs de desfășurare a electromagnetismului și a stelelor îndepărtate i-au determinat pe oamenii de știință să deducă care este viteza luminii - și că este cea mai rapidă viteză obținută.
Ca atare, astronomii s-au ocupat de utilizarea distanței pe care o parcurge lumina într-un singur an (de exemplu, un an lumină) pentru a măsura distanțele pe scara interstelară și intergalactică. Dar cât de departe călătorește lumina într-un an? Practic, se mișcă cu o viteză de 299.792.458 metri pe secundă (1080 milioane km / oră; 671 milioane mph), ceea ce se ridică la aproximativ 9.460.5 miliarde km pe 5.878.5 miliarde mile pe an.
Viteza luminii:
Calcularea vitezei luminii a fost o preocupare pentru oamenii de știință de mai multe secole. Și înainte de secolul al XVII-lea, a existat un dezacord cu privire la dacă viteza luminii era finită sau dacă s-a mutat dintr-un loc în altul instantaneu. În 1676, astronomul danez Ole Romer a soluționat argumentul când observațiile sale despre mișcarea aparentă a lunii Ioana lui Jupiter au relevat că viteza luminii era finită.
Din observațiile sale, faimosul astronom olandez Christiaan Huygens a calculat viteza luminii la 220.000 km / s (136.701 mi / s). De-a lungul cuibului de-a lungul a două secole, viteza luminii a fost perfecționată din ce în ce mai mult, producând estimări care variază de la aproximativ 299.000 la 315.000 km / s (185.790 la 195.732 mi / s).
Aceasta a fost urmată de James Clerk Maxwell, care a propus în 1865 ca lumina să fie o undă electromagnetică. În teoria sa despre electromagnetism, viteza luminii a fost reprezentată ca c. Și apoi în 1905, Albert Einstein și-a propus teoria Relativității speciale, care a postulat că viteza luminii (c) a fost constantă, indiferent de cadrul de referință inerțial al observatorului sau de mișcarea sursei de lumină.
Până în 1975, după secole de măsurări rafinate, viteza luminii într-un vid era calculată la 299.792.458 metri pe secundă. Cercetările în curs au relevat, de asemenea, că lumina călătorește la diferite lungimi de undă și este alcătuită din particule subatomice cunoscute sub numele de fotoni, care nu au nicio masă și se comportă atât ca particule cât și ca unde.
An lumină:
După cum sa menționat deja, viteza luminii (exprimată în metri pe secundă) înseamnă că lumina parcurge o distanță de 9.460.528.000.000 km (sau 5.878.499.817.000 mile) într-un singur an. Această distanță este cunoscută sub numele de „an lumină” și este folosită pentru măsurarea obiectelor din Univers care se află la distanțe considerabile de noi.
De exemplu, cea mai apropiată stea de Pământ (Proxima Centauri) se află la aproximativ 4.22 ani-lumină distanță. Centrul galaxiei Calea Lactee este la 26.000 de ani lumină, în timp ce cea mai apropiată galaxie mare (Andromeda) este la 2,5 milioane de ani lumină. Până în prezent, candidatul pentru cea mai îndepărtată galaxie de pe Pământ este MACS0647-JD, care se află la aproximativ 13,3 miliarde de ani lumină.
Și fundalul cu microunde cosmic, radiația relicvă despre care se crede că a rămas din Big Bang, este situată la aproximativ 13,8 miliarde de ani lumină. Descoperirea acestei radiații nu numai că a consolidat teoria Big Bang, dar a oferit astronomilor o evaluare exactă a vârstei Universului. Acest lucru aduce un alt punct important legat de măsurarea distanțelor cosmice în anii-lumină, care este faptul că spațiul și timpul se împletesc.
Vedeți, când vedem lumina provenind de la un obiect îndepărtat, de fapt ne uităm înapoi în timp. Când vedem lumina de la o stea situată la 400 de ani lumină distanță, de fapt, vedem lumina emisă de stea acum 400 de ani. Prin urmare, vedem vedeta așa cum arăta acum 400 de ani, nu așa cum apare astăzi. Drept urmare, a privi obiecte miliarde de ani-lumină de pe Pământ înseamnă a vedea miliarde de ani-lumină în timp.
Da, lumina călătorește cu o viteză extrem de rapidă. Dar, având în vedere dimensiunea și scara absolută a Universului, poate dura încă miliarde de ani din anumite puncte din Univers pentru a ajunge aici pe Pământ. De aceea, știind cât timp durează lumina pentru a călători un singur an este atât de util oamenilor de știință. Nu numai că ne permite să înțelegem scara Universului, ci ne permite să diagramăm procesul evoluției cosmice.
Am scris multe articole despre viteza luminii aici la Space Magazine. Iată cât de departe este un an luminos? Care este viteza luminii ?, Cât de multă chestie este într-un an luminos ?, Cum călătorește lumina? Și cât de departe poți vedea în Univers?
Doriți mai multe informații despre anii-lumină? Iată un articol despre anii-lumină pentru HowStuffWorks și iată un răspuns de la PhysLink.
De asemenea, am înregistrat un episod din distribuția Astronomie pe acest subiect. Ascultă aici, episodul 10: Măsurarea distanței în Univers.
surse:
- NASA - Cât de rapid este viteza luminii?
- NASA: Starchild - Ce este un an luminos și cum se măsoară?
- Wikipedia - Viteza luminii
- UCR - Cum se măsoară viteza luminii?
