Svemir je izuzetno veliko mjesto. Kako su astronomi tijekom stoljeća gledali dalje u svemir i dublje u prošlost, shvatili su koliko mali i beznačajni izgledaju naš planet i naša vrsta u usporedbi. U isto vrijeme, stalna istraživanja elektromagnetizma i udaljenih zvijezda dovela su znanstvenike do zaključka kolika je brzina svjetlosti - i da je to najveća brzina koja se može postići.
Kao takvi, astronomi su počeli koristiti udaljenost koju svjetlost putuje unutar jedne godine (poznata kao svjetlosna godina) za mjerenje udaljenosti na međuzvjezdanoj i međugalaktičkoj skali. Ali koliko daleko svjetlost putuje u godini? U osnovi, kreće se brzinom od 299,792,458 metara u sekundi (1080 milijuna km/h; 671 milijun mph), što radi na oko 9,460,5 milijardi km (5,878,5 milijardi milja) godišnje.
Brzina svjetlosti:
Proračun brzine svjetlosti bio je preokupacija znanstvenika već dugi niz stoljeća. A prije 17. stoljeća, postojalo je neslaganje oko toga je li brzina svjetlosti konačna ili se trenutačno kretala s jednog mjesta na drugo. Godine 1676., danski astronom Ole Romer riješio je spor kada su njegova opažanja prividnog kretanja Jupiterovog mjeseca the otkrio da je brzina svjetlosti konačna.
Svjetlost se kreće različitim valnim duljinama, ovdje predstavljenim različitim bojama koje se vide u prizmi. Zasluge: NASA/ESA
Iz svojih opažanja, poznati nizozemski astronom Christiaan Huygens izračunao je brzinu svjetlosti na 220 000 km/s (136 701 mi/s). Tijekom dva stoljeća, brzina svjetlosti se sve više i više usavršavala, dajući procjene koje su se kretale od oko 299.000 do 315.000 km/s (185.790 do 195.732 mi/s).
Slijedio je James Clerk Maxwell, koji je 1865. godine predložio da je svjetlost elektromagnetski val. U njegovoj teoriji elektromagnetizma brzina svjetlosti je predstavljena kaoc.A onda je 1905. Albert Einstein predložio svoju teoriju Posebna relativnost , koji je pretpostavio da je brzina svjetlosti (c) bio je konstantan, bez obzira na inercijski referentni okvir promatrača ili gibanje izvora svjetlosti.
Do 1975. godine, nakon stoljeća rafiniranih mjerenja, brzina svjetlosti u vakuumu izračunata je na 299 792 458 metara u sekundi. Istraživanja koja su u tijeku također su otkrila da svjetlost putuje različitim valnim duljinama i da se sastoji od subatomskih čestica poznatih kao fotoni, koji nemaju masu i ponašaju se i kao čestice i kao valovi.
Svjetlosna godina:
Kao što je već spomenuto, brzina svjetlosti (izražena u metrima u sekundi) znači da svjetlost prijeđe udaljenost od 9,460,528,000,000 km (ili 5,878,499,817,000 milja) u jednoj godini. Ta je udaljenost poznata kao “svjetlosna godina” i koristi se za mjerenje objekata u Svemiru koji su na znatnoj udaljenosti od nas.
Primjeri objekata u našem svemiru i ljestvica njihovih udaljenosti, na temelju svjetlosne godine kao standardne mjere. Zasluge: Bob King.
Na primjer, najbliža zvijezda Zemlji (Proxima Centauri) udaljena je otprilike 4,22 svjetlosne godine. Središte galaksije Mliječni put udaljeno je 26.000 svjetlosnih godina, dok je najbliža velika galaksija (Andromeda) udaljena 2,5 milijuna svjetlosnih godina. Do danas je kandidat za najudaljeniju galaksiju od Zemlje MACS0647-JD , koji se nalazi otprilike 13,3 milijarde svjetlosnih godina od nas.
I Kozmička mikrovalna pozadina , reliktno zračenje za koje se vjeruje da je ostatak od Velikog praska, nalazi se oko 13,8 milijardi svjetlosnih godina od nas. Otkriće ovog zračenja nije samo potaknulo Teorija velikog praska y, ali je također dao astronomima točnu procjenu starosti Svemira. Ovo donosi još jednu važnu točku o mjerenju kozmičkih udaljenosti u svjetlosnim godinama, a to je činjenica da su prostor i vrijeme isprepleteni.
Vidite, kada vidimo svjetlost koja dolazi iz udaljenog objekta, zapravo gledamo u prošlost. Kada vidimo svjetlost zvijezde koja se nalazi 400 svjetlosnih godina od nas, zapravo vidimo svjetlost koja je emitirana iz zvijezde prije 400 godina. Dakle, vidimo zvijezdu kako je izgledala prije 400 godina, a ne kako izgleda danas. Kao rezultat toga, gledanje objekata udaljenih milijardama svjetlosnih godina od Zemlje znači vidjeti milijarde svjetlosnih godina unatrag u vremenu.
Da, svjetlost putuje izuzetno velikom brzinom. Ali s obzirom na samu veličinu i razmjer Svemira, još uvijek mogu proći milijarde godina od određenih točaka u Svemiru da dođu do nas ovdje na Zemlji. Stoga je znanstvenicima toliko korisno znati koliko je vremena potrebno svjetlosti da putuje u jednoj godini. Ne samo da nam omogućuje da shvatimo razmjere svemira, već nam također omogućuje da ucrtamo proces kozmičke evolucije.
Napisali smo mnogo članaka o brzini svjetlosti ovdje na Universe Today. evo Koliko je daleko svjetlosna godina? , Kolika je brzina svjetlosti ?, Koliko je stvari u svjetlosnoj godini? , Kako svjetlost putuje? , i Koliko daleko možete vidjeti u svemiru?
Želite više informacija o svjetlosnim godinama? Evo članka o svjetlosnih godina za HowStuffWorks , i evo odgovor s PhysLink-a .
Snimili smo i epizodu Astronomy Cast na ovu temu. Slušaj ovdje, Epizoda 10: Mjerenje udaljenosti u svemiru .
Izvori:
