Vesmír je mimoriadne veľké miesto. Keď sa astronómovia pozerali ďalej do vesmíru v priebehu storočí a hlbšie do minulosti, pochopili, ako malá a nevýznamná sa naša planéta a náš druh javia porovnaním. Zároveň prebiehajúce výskumy elektromagnetizmu a vzdialených hviezd viedli vedcov k záveru, aká je rýchlosť svetla - a že ide o najrýchlejšiu dosiahnuteľnú rýchlosť.
Astronómovia sa preto rozhodli merať vzdialenosti na medzihviezdnej a medzigalaktickej stupnici pomocou diaľkového svetla, ktoré prechádza jeden rok (aka. Svetelný rok). Ale ako ďaleko cestuje svetlo za rok? V zásade sa pohybuje rýchlosťou 299 792 458 metrov za sekundu (1080 miliónov km / h; 671 miliónov mph), čo predstavuje asi 9 460,5 miliardy km (5 878,5 miliardy míľ) ročne.
Rýchlosť svetla:
Vypočítavanie rýchlosti svetla bolo pre vedcov už mnoho storočí starosťou. A pred 17. storočím došlo k nezhode o tom, či bola rýchlosť svetla konečná, alebo či sa okamžite presunula z jedného miesta na druhé. V roku 1676 dánsky astronóm Ole Romer sa vysporiadal s argumentom, keď jeho pozorovania zjavného pohybu Jupiterovho mesiaca Io odhalili, že rýchlosť svetla bola konečná.
Z jeho pozorovaní vypočítal známy holandský astronóm Christiaan Huygens rýchlosť svetla pri 220 000 km / s (136 701 mi / s). V priebehu hniezda dve storočia sa rýchlosť svetla ďalej a ďalej zdokonaľovala, čo viedlo k odhadom, ktorý sa pohyboval od asi 299 000 do 315 000 km / s (185 790 až 195 732 mi / s).
Nasledoval James Clerk Maxwell, ktorý v roku 1865 navrhol, aby bolo svetlo elektromagnetickou vlnou. V jeho teórii elektromagnetizmu bola rýchlosť svetla vyjadrená ako c. A potom v roku 1905 Albert Einstein navrhol svoju teóriu špeciálnej relativity, ktorá predpokladala, že rýchlosť svetla (C) bola konštantná bez ohľadu na inerciálny referenčný rámec pozorovateľa alebo pohyb svetelného zdroja.
Do roku 1975, po storočiach rafinovaných meraní, bola rýchlosť svetla vo vákuu vypočítaná na 299 792 458 metrov za sekundu. Prebiehajúci výskum tiež odhalil, že svetlo prechádza rôznymi vlnovými dĺžkami a je tvorené subatomickými časticami známymi ako fotóny, ktoré nemajú hmotu a správajú sa ako častice aj vlny.
Svetelný rok:
Ako už bolo uvedené, rýchlosť svetla (vyjadrená v metroch za sekundu) znamená, že svetlo prejde vzdialenosť 9 465 528 000 000 km (alebo 5 878 499 817 000 míľ) za jeden rok. Táto vzdialenosť je známa ako „svetelný rok“ a používa sa na meranie objektov vo vesmíre, ktoré sú od nás značne vzdialené.
Napríklad najbližšia hviezda k Zemi (Proxima Centauri) je vzdialená približne 4,22 svetelných rokov. Centrum galaxie Mliečna dráha je vzdialené 26 000 svetelných rokov, zatiaľ čo najbližšia veľká galaxia (Andromeda) je vzdialená 2,5 milióna svetelných rokov. K dnešnému dňu je kandidátom najvzdialenejšej galaxie na Zemi MACS0647-JD, ktorý je vzdialený približne 13,3 miliárd svetelných rokov.
A Kozmické mikrovlnné pozadie, reliktné žiarenie, o ktorom sa predpokladá, že zostalo z Veľkého tresku, sa nachádza asi 13,8 miliárd svetelných rokov. Objav tohto žiarenia nielen posilnil Teóriu Veľkého tresku, ale tiež dal astronómom presné hodnotenie veku vesmíru. Toto prináša ďalší dôležitý bod o meraní kozmických vzdialeností vo svetelných rokoch, čo je skutočnosť, že priestor a čas sú vzájomne prepojené.
Vidíte, keď vidíme svetlo vychádzajúce zo vzdialeného objektu, v skutočnosti sa obzrieme späť v čase. Keď vidíme svetlo z hviezdy vzdialenej 400 svetelných rokov, skutočne vidíme svetlo, ktoré bolo vyžarované z hviezdy pred 400 rokmi. Preto vidíme hviezdu tak, ako vyzerala pred 400 rokmi, nie ako sa zdá dnes. Výsledkom je, že pri pohľade na objekty miliárd svetelných rokov zo Zeme je vidieť miliardy svetelných rokov späť v čase.
Áno, svetlo cestuje extrémne vysokou rýchlosťou. Ale vzhľadom na úplnú veľkosť a rozsah vesmíru, stále môže trvať miliardy rokov, kým sa z určitých bodov vo vesmíre dostanú sem na Zemi. Preto je pre vedcov také užitočné vedieť, ako dlho trvá, než cestuje jeden rok. Nielenže nám umožňuje pochopiť rozsah vesmíru, ale tiež nám umožňuje zmapovať proces kozmického vývoja.
V časopise Space Magazine sme napísali veľa článkov o rýchlosti svetla. Tu je článok Ako ďaleko je Svetelný rok ?, Aká je rýchlosť svetla ?, Koľko je Stuff za Svetelný rok ?, Ako cestuje svetlo? A Ako ďaleko môžete vidieť vo vesmíre?
Chcete viac informácií o svetelných rokoch? Tu je článok o svetelných rokoch pre HowStuffWorks a tu je odpoveď od PhysLink.
K tejto téme sme zaznamenali aj epizódu Astronomy Cast. Počúvajte tu, epizóda 10: Meranie vzdialenosti vo vesmíre.
zdroj:
- NASA - Aká rýchla je rýchlosť svetla?
- NASA: Starchild - Čo je Svetelný rok a ako sa meria?
- Wikipedia - Rýchlosť svetla
- UCR - Ako sa meria rýchlosť svetla?
