"ما هي السنة الضوئية؟

ما هي السنة الضوئية؟ السنة الضوئية هي وحدة قياس لا غنى عنها لأي شخص يحاول فهم الفضاء الخارجي. اجعل مجموعة من علماء الفلك يتحدثون وستسمعهم يقولون "سنوات ضوئية" كلما سمعت مشجعي كرة القدم وهم يذكرون كلمة "ياردات".

ما هي السنة الضوئية؟

بالنسبة لغير العلماء يمكن أن تكون السنة الضوئية مفهومًا محيرًا. إنها وحدة مسافة على الرغم من أنها قد تبدو وكأنها وحدة زمنية. ومما يزيد الارتباك أن أفلام الخيال العلمي والبرامج التلفزيونية تفسد المفهوم بشكل روتيني.

حتى مسلسل "Star Trek" الأصلي أخطأ في سنوات ضوئية. في حلقة عام 1968 أخبرت الأميرة الغريبة إيلان من طروادة الكابتن كيرك أنها تفضل الاختباء في غرفتها لمدة "10 سنوات ضوئية" بدلاً من الخروج والتحدث معه. أُووبس.

كم تعادل السنة الضوئية؟

السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في الفراغ في سنة واحدة. من المهم تحديد الفراغ لأن الضوء يتباطأ أثناء مروره عبر أي نوع من المادة. (في الماء ، على سبيل المثال يسافر بشكل أبطأ بحوالي 25 بالمائة.)

معظم الكون عبارة عن فراغ شبه كامل ، لذلك يمكن لعلماء الفلك أن يفترضوا عمومًا أن الضوء يتحرك بأقصى سرعته.

يسافر الضوء عند 299،792،458 مترًا (186،282.397 ميلاً) في الثانية. اضرب هذا الرقم في عدد الثواني في السنة (31،557،600) ، وستحصل على إجابتك: السنة الضوئية هي 9،460،730،473،000 كيلومتر ، أو 5،878،625،373،000 ميل.

ربما يكون هذا عددًا أكبر مما كنت تبحث عنه. قربه إلى 6 تريليون ميل ، وأنت لا تزال قريبًا بما يكفي لإجراء أي محادثة مع الطالب الذي يذاكر كثيرا.

أهمية السنة الضوئية

لماذا يقيس الفلكيون المسافة بالسنوات الضوئية؟
الوحدات المألوفة مثل الكيلومترات والأميال صغيرة بشكل سخيف لوصف اتساع الكون. خذ على سبيل المثال Proxima Centauri ، أقرب نجم وراء الشمس. يمكنك القول أنه يبعد حوالي 2490000000000 ميل - أو وفر الكثير من التنفس واستدعاء المسافة 4.24 سنة ضوئية مرتبة.

تقع معظم النجوم التي تراها في الليل على بعد بضع مئات من السنين الضوئية من الأرض. تصادف أن مجرة ​​درب التبانة التي نعيش فيها عبارة عن مجرة ​​جميلة تمتد على مدار 100000 سنة ضوئية. تقع مجرة ​​أندروميدا على بعد 2.54 مليون سنة ضوئية - وهو رقم كبير ولكنه لا يزال أكثر قابلية للإدارة بكثير من "14 كوينتيليون ، 900 كوادريليون ميل."

إذن ما هي السنوات الضوئية سوى مقياس للمسافة وليس الزمن؟
بالمعنى الدقيق للكلمة ، نعم. السنة الضوئية هي وحدة قياس المسافة ، تمامًا مثل الأقدام والبوصات. إذا كنت تريد تجنب أي ارتباك ، يمكنك التوقف هنا.

ولكن هناك جانب رائع آخر لقصة السنة الضوئية. نظرًا لأن الضوء يتحرك بسرعة محدودة ، فإن كل ما تراه أصبح قديمًا: نظرتك للعالم هي في الواقع صورة لما بدت عليه الأشياء في اللحظة التي بدأ ضوءها يتحرك نحوك.

إذا كنت تحدق في غرفة فإن التأخير هو مجرد جزء من المليار من الثانية - غير محسوس تمامًا. انظر إلى القمر ، وستراه كما كان قبل ثانية ونصف. شاهد غروب الشمس وسترى الشمس منذ 8.3 دقيقة.

كم سنة ضوئية بين الأرض والقمر

التأثير أكثر وضوحا للنجوم. إنها على بعد سنوات ضوئية ، لذلك عندما تنظر إليها فإنك تنظر إلى سنوات في الماضي.يقع نجم Sirius ، ألمع نجم في السماء ، على بعد 8.6 سنة ضوئية من الأرض ، مما يعني أن الضوء الذي تراه قد تركه منذ 8.6 سنة. بعبارة أخرى ، نرى دائمًا سيريوس كما كانت قبل 8.6 عام. ذنب ، نجم صيفي بارز في كوكبة الدجاجة ، يبعد حوالي 2500 سنة ضوئية. كان وهجها المتلألئ في طريقه إلينا بالفعل بينما كان أرسطو على قيد الحياة.

وتذكر أن المجرات الأخرى تكون أكثر بعدًا. يمكن للتلسكوبات القوية مثل هابل اكتشاف المجرات التي ظل ضوءها يسافر في طريقنا لمليارات السنين. وهكذا تظهر لنا صور هابل الأثيرية هذه المجرات كما كانت قبل مليارات السنين - في بعض الحالات ، من وقت ما قبل ظهور الأرض.

باختصار تصف السنة الضوئية المسافة فقط - لكن الضوء نفسه يوفر نوعًا من آلة الزمن ، مما يسمح لنا برصد الكون كما كان منذ زمن بعيد.

كيف نعرف سرعة الضوء؟

جاءت البصيرة الحاسمة من أولي رومر ، عالم الفلك الدنماركي من القرن السابع عشر. خلال الستينيات من القرن السادس عشر ، كان يدرس أحد أقمار المشتري ، Io ، عندما لاحظ شيئًا غريبًا: عندما كان المشتري والأرض على بعد أكبر مسافة بينهما ، كان Io ينزلق إلى ظل المشتري بعد بضع دقائق مما توقعه علماء الفلك. عندما كان الكوكبان أقرب إلى بعضهما البعض ، بدا أن الحدث قد حدث قبل بضع دقائق.
أدرك رومر أن التأخير لا علاقة له بآيو. بدلاً من ذلك ، كان هذا وهمًا ناجمًا عن الوقت الذي يستغرقه الضوء في الامتداد لمسافة إضافية عندما تكون الأرض والمشتري على جانبي الشمس. أظهرت حساباته أن الضوء يسافر 131000 ميل في الثانية - وهو تقدير جيد بشكل ملحوظ ، مع الأخذ في الاعتبار أنه كان يقوم بهذا العمل بعد 60 عامًا فقط من اختراع التلسكوب.

من جاء بمصطلح السنة الضوئية؟
يقول فريديريك أرينو Frédéric Arenou ، عالم الفلك ومؤرخ العلوم في مرصد باريس: "إن مفهوم سرعة الضوء كمقياس للمسافة قد حدث بالفعل بحلول نهاية القرن السابع عشر ، عقب اكتشاف رومر محدودية سرعة الضوء".