İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Bir Işık Yılı veya Diğer Işık Mesafesi Nasıl Hesaplanır?
- Kozmolojik Mesafeler ve Kırmızıya Kayma
- Kozmolojik Mesafeyi Bulmak
Birçok insan “ışık yılı” nın ne olduğunu yanlış anlar. Zaman ölçüsü gibi görünse de yıl içerdiğinden, aslında bir mesafe. Bir anlamda, ışığın hızı olarak ifade edilen bir mesafedir, böylece bir ışık günü veya hatta bir ışık saniyesi gibi başka önlemler de alabilirsiniz. Ancak, bu hikayenin sadece bir kısmıdır, çünkü kozmik bir ölçekte mesafeler uzay-zaman dokusunun genişlemesiyle karmaşıklaşır. Bir ışık yılı hesaplamak kolaydır, ışık hızını bir yıldaki saniye sayısıyla çarpmanız yeterlidir, ancak kozmolojik mesafeleri hesaplamak o kadar kolay değildir. Nesnenin kırmızıya kayması, nesnel olarak tanımlamak için en kolay şeydir, ama aynı zamanda comoving mesafesi gibi yararlı olabilecek başka kavramlar da vardır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Aşağıdaki formülü kullanarak ışık cinsinden mesafeyi bulun:
dL = ct
Nerede c ışığın hızı dL mesafedir ve t zamanıdır. Hafif bir yıl için:
Işık yılı = ışık hızı × bir yıldaki saniye sayısı
Kozmolojik mesafeler, bir kozmolojik hesap makinesi ve söz konusu nesnenin kırmızıya kayması kullanılarak bulunabilir.
Bir Işık Yılı veya Diğer Işık Mesafesi Nasıl Hesaplanır?
Basit formülü kullanarak hafif bir yıl hesaplayın:
Işık yılı = ışık hızı × bir yıldaki saniye sayısı
Işık hızı genellikle sembolü ile gösterilir. c, ve herhangi bir süreyle çarparsanız (t) bu “ışık mesafesini” elde edersiniz (dL) hesaplama dışında. Böylece yazabilirsiniz:
dL = ct
Işık hızı yaklaşık 2.998 × 10'dur.8 saniyede metre, bu nedenle ışık yılı:
Işık yılı = 2.998 × 108 m / s × 365.25 gün / yıl x 24 saat / gün x 60 dakika / saat x 60 saniye / dakika
= 9.46 × 1015 m
Bu hesaplama artık yılların hesabını vermek için yılda 365.25 gün kullandı. Benzer şekilde, aydınlık bir gün:
Işık günü = 2.998 × 108 m / s × 24 saat / gün x 60 dakika / saat x 60 saniye / dakika
= 2.59 × 1013 m
Kozmolojik Mesafeler ve Kırmızıya Kayma
Kozmolojik bir ölçek üzerindeki mesafeler karmaşıktır çünkü uzay-zaman dokusunun tamamı sürekli olarak genişlemektedir. Örneğin, uzak bir galaksiden gelen bir ışık sinyali bize doğru gelirse, ışık hızında hareket eder ve yolculuğu tamamlamak için muhtemelen yüz milyonlarca yıl sürer. Bu süre zarfında, uzayın kendisi genişledi ve bu nedenle mesafe, yolculuğun başlangıcında olduğundan daha uzaktı. Bu gerçekten ne olduğunu tanımlamayı gerçekten zorlaştırıyor anlamına geliyor Bir şeyin uzayda belli bir mesafeye gittiğini söylemek için. “Comoving” mesafesi alanla birlikte genişler, bu nedenle bu sorunu hesaba katar, ancak yine de tüm amaçlar için doğru değildir.
Uzayda mesafenin en objektif ölçüsü “kırmızıya kayma” dır. Bu, ışık dalgasının yolculuğunda uzamayı genişletmesi nedeniyle ne kadar “gerildiğini” (onu spektrumun kırmızı ucuna yaklaştırdığını) ölçer. Daha uzağa giderse ışığın dalga boyunu daha fazla değiştirmiş olacaktır.
Kırmızıya kayma (z) olarak tanımlanır:
z = (λobs – λdinlenme) / λdinlenme
Nerede λ dalga boyu ve “obs” ve “rest” abonelerinin simgesi, gözlemlediğiniz dalga boyunu ve referans çerçevesindeki dalga boyunu sırasıyla yaydığı anlamına gelir. Dalga boyu, laboratuarda elde edilen standart değerlere göre yayıldığı zaman bulabilirsiniz çünkü farklı maddeler spektrumun belirli bölümlerinde ışığı emer ve yayar.
Kozmolojik Mesafeyi Bulmak
Kozmolojik mesafeleri bulmak oldukça zordur. Hesaplayabilmenize rağmen, en iyi yaklaşım, önceden girilmiş bazı standart parametrelerle kozmolojik bir hesap makinesi kullanmaktır. Hesap makinesi tarafından önerilen parametreleri kullanarak, mesafeyi bulmak istediğiniz nesnenin kırmızıya kaymasını girin; yaklaşma mesafesi ve ışık hareket süresi de dahil olmak üzere birçok mesafe ölçümü döndürecektir. Işığın kendisinin kat ettiği mesafeyi bulmak için ışık hareket süresini (ilk bölümde olduğu gibi saniyeye dönüştürülmüş) ışık hızıyla çarpabilirsiniz.