Universet er et ekstremt stort sted. Da astronomer så lenger ut i verdensrommet gjennom århundrene, og dypere inn i fortiden, kom de til å forstå hvor liten og ubetydelig planeten vår og arten vår ser ut til sammenligning. På samme tid førte pågående undersøkelser av elektromagnetisme og fjerne stjerner forskere til å utlede hva lysets hastighet er - og at det er den raskeste hastigheten som er oppnåelig.
Som sådan har astronomer benyttet seg av å bruke avstanden lyset beveger seg i løpet av ett år (også et lysår) for å måle avstander på den interstellare og intergalaktiske skalaen. Men hvor langt reiser lys i løpet av et år? I utgangspunktet beveger den seg med en hastighet på 299,792,458 meter per sekund (1080 millioner km / time; 671 millioner km / t), noe som utgjør omtrent 9,460,5 milliarder km (5,878,5 milliarder miles) per år.
Lysets hastighet:
Å beregne lysets hastighet har vært en opptatt av forskere i mange århundrer. Og før 1600-tallet var det uenighet om lysets hastighet var begrenset, eller om den øyeblikkelig flyttet fra det ene stedet til det neste. I 1676 avgjorde den danske astronomen Ole Romer argumentet da hans observasjoner av den tilsynelatende bevegelsen av Jupiters måne Io avslørte at lysets hastighet var begrenset.
Fra hans observasjoner beregnet den berømte nederlandske astronomen Christiaan Huygens lysets hastighet til 220 000 km / s (136 701 mi / s). I løpet av reiret i to århundrer ble lysets hastighet foredlet ytterligere og videre, noe som ga estimater som varierte fra 299 000 til 315 000 km / s (185,790 til 195,732 mi / s).
Dette ble fulgt av James Clerk Maxwell, som i 1865 foreslo at lys var en elektromagnetisk bølge. I hans teori om elektromagnetisme ble lysets hastighet representert som c. Og så i 1905 foreslo Albert Einstein sin teori om spesiell relativitet, som antydet at lysets hastighet (c) var konstant, uavhengig av treghetsreferanserammen til observatøren eller lyskildens bevegelse.
I 1975, etter århundrer med raffinerte målinger, ble lysets hastighet i et vakuum beregnet til 299,792,458 meter per sekund. Pågående forskning avdekket også at lys beveger seg med forskjellige bølgelengder og består av subatomære partikler kjent som fotoner, som ikke har masse og oppfører seg som både partikler og bølger.
Lysår:
Som allerede nevnt betyr lysets hastighet (uttrykt i meter per sekund) at lyset kjører en avstand på 9.460.528.000.000 km (eller 5.878.499.817.000 miles) på et enkelt år. Denne avstanden er kjent som et "lysår", og brukes til å måle objekter i universet som ligger i betydelig avstand fra oss.
For eksempel er den nærmeste stjernen til Jorden (Proxima Centauri) omtrent 4,22 lysår fjern. Sentrum av Melkeveisgalaksen ligger 26 000 lysår unna, mens den nærmeste store galaksen (Andromeda) ligger 2,5 millioner lysår unna. Til dags dato er kandidaten for den fjerneste galaksen fra Jorden MACS0647-JD, som ligger omtrent 13,3 milliarder lysår unna.
Og den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, relikviestrålingen som antas å være igjen fra Big Bang, ligger omtrent 13,8 milliarder lysår unna. Oppdagelsen av denne strålingen styrket ikke bare Big Bang Theory, men ga også astronomene en nøyaktig vurdering av universets alder. Dette bringer opp et annet viktig punkt om måling av kosmiske avstander i lysår, som er det faktum at rom og tid er sammenvevd.
Du ser, når vi ser lyset komme fra et fjernt objekt, ser vi faktisk tilbake i tid. Når vi ser lyset fra en stjerne som ligger 400 lysår unna, ser vi faktisk lys som ble sendt ut fra stjernen for 400 år siden. Derfor ser vi stjernen slik den så ut for 400 år siden, ikke slik den ser ut i dag. Som et resultat, å se på objekter som er milliarder av lysår fra Jorden, er å se milliarder av lysår tilbake i tid.
Ja, lyset kjører med ekstremt rask hastighet. Men gitt universets store størrelse og omfang, kan det fortsatt ta milliarder av år fra visse punkter i universet å nå oss her på jorden. Derfor er det nyttig for å vite hvor lang tid det tar for lys å reise et år. Ikke bare tillater det oss å forstå omfanget av universet, det lar oss også kartlegge prosessen med kosmisk evolusjon.
Vi har skrevet mange artikler om lysets hastighet her på Space Magazine. Her er hvor langt er et lysår ?, Hva er lysets hastighet?, Hvor mye ting er i et lysår?, Hvordan reiser lys? Og hvor langt kan du se i universet?
Vil du ha mer info om lysår? Her er en artikkel om lysår for HowStuffWorks, og her er et svar fra PhysLink.
Vi har også spilt inn en episode av Astronomy Cast om dette emnet. Hør her, avsnitt 10: Måle avstand i universet.
kilder:
- NASA - Hvor rask er lysets hastighet?
- NASA: Starchild - Hva er et lysår, og hvordan måles det?
- Wikipedia - Lysets hastighet
- UCR - Hvordan måles lysets hastighet?
