Информацията за най-близката ни космическа среда става публично достъпна: обикновените потребители могат, без да напускат домовете си, да изчисляват разстоянието до съседните планети и времето за пътуване до тях. Интересувайки се от въпроса за отдалечеността на Марс от Слънцето, си струва да се запознаете с основите на измерването на космическите разстояния.
Как се измерва разстоянието до звездите и какво е светлинна година
Единиците за разстояния в космоса са специални, извлечени от международната измервателна система в отделна колона.
A.E. - Това е мярка за разстояние в астрономията, показваща разстоянието на средното местоположение на третата планета - Земята - от Слънцето.
A.E.- мерна единица за разстояния в астрономията, равна на 149 597 870 km
Можете също да наречете тази единица радиус на орбитата на нашата планета.
AE е разстоянието между центровете на Земята и нейната орбита В астрономически единици е възможно да се измери разстоянието между обектите в една и съща звездна система, подобно на слънчевата. За мащаба на Вселената a.u. Това е много малка единица. Следователно разстоянието между звездите и галактиките се изразява в светлинни години.
Във физиката от дълго време светлината е еталонът за най-бързото явление в света, но в космически, необхватни мащаби, дори светлината не се движи мигновено. По пътя от един ъгъл на Вселената в друг светлината се забавя, разсейва, променя своя спектър, среща материални препятствия.
Светлинна година- това е звездното разстояние, което светлината успява да преодолее за една земна година 9 460 730 472 580 800 км
Разстоянието от една светлинна година е равно на произведението на скоростта на светлината и една земна година. Юлианската година трябва да се преобразува в секунди преди умножението, тъй като скоростта на светлината също се изразява в секунди.
Юлианска година(а) - единица време в астрономията, равна на 365,25 юлиански дни
Разчитайки на астрономическиединиците могат да извършват по-сложни изчисления.
Светлинна скорост
Това, което се има предвид под лъчите на видимата светлина, е поток от неатомни частици от фотони, чието име идва от гръцкия термин "photos" - "светлина".
За землянин една светлинна година е непреодолимо голямо разстояние. Средностатистическият човек сам в условията на земната гравитация може да развие скорост от около 20 км/ч. Фотоните пътуват 60 милиона пъти по-бързо и летят 300 хиляди километра всяка секунда. Това е максималната скорост, която видимата светлина може да постигне във вакуум.
Светлинна скороствъв вакуум е 299 792 458 m/s
При съпротивлението на въздушна или водна среда, например в атмосферата или океаните на Земята, съответно, светлината губи в скорост не повече от 25% и преодолява 225 хиляди км в секунда.
Всички други изчисления следват от тези данни, които позволяват да се оцени възможността за полети в Слънчевата система и между звездите. За една минута светлината преминава през 18 милиона километра космическо пространство.
Колкото повече човек се доближава до технологичния прогрес, достигайки скорост на светлината, толкова по-малко време ще трябва да отделя за космически пътувания.
Колко светлинни години до Марс
Отдавна знаем как да преодолеем огромно разстояние чрез практически примери.
Колко време да летят до червената планета за астронавтите-земляни е уравнение с променлива стойност, защото нашата планета и Марс са постоянно в движение. Всяка планета е насочена в собствена орбита около Слънцето. Планетите могат да се приближават една към друга или да са от противоположните страни на звездата на изключително разстояние.
Разбира се, най-икономичното решение за земляните би било да предприемат полет до Марс, когато планетите са на минимално разстояние.
Разстоянието, което светлината изминава за една година, е 9460,73 милиарда километра. Минималното възможно разстояние между Земята и Марс е 54,55 милиона км.
0,0000057 светлинни години от Земята до Марс Имайки такива данни, можем да заключим, че минималното разстояние между две планети е равно на 181 светлинни секунди, или 3 светлинни минути. С други думи, между Марс и Земята 0,00000570776255707763 светлинни години.
Колко светлина лети до Марс
Въпреки физическата недостъпност е възможно да се изчисли точно колко време отнема средно време на звездната светлина от Слънцето до Марс.
Полет до Марс от централната звезда на Слънчевата система може да бъде осъществен от фотон - светлинна частица - без да се вземат предвид препятствията и смущенията за 12,01 минути. Изчисленията се получават от постоянната скорост на светлината във вакуум - 300 хиляди километра в секунда - и средното разстояние на червената планета от звездата, равно на 228 милиона км.
228 000 хил. km / 300 хил. km / s = 760 s = 12 минути 1 секунда - времето, необходимо за полет от Слънцето до Марс или обратно със скоростта на светлината. Разстоянието, когато Марс е в афелия, ще бъде покрито от светлина за 13,01 минути, в перихелий за 11 минути.
Колко време да летиш до Марс със скоростта на светлината
Времето на хипотетичен полет до Марс може лесно да се изчисли въз основа на горните знания. Има точно изчислена траектория на полета, възможности и минимално разстояние от Земята до Марс. Той е над 54 милиона км, което е 3 минути за светлинния поток. Само ако се движите със скоростта на светлината, ще трябва да летите до Марс не за няколко безброй месеци, а за почти миг. Три минути между Марс и Земята със скорост на светлината е трудно да се сравни с който и да е наземен транспорт.
Червената планета ще бъде в обсега, ако човечеството напредне да лети със скорост на светлината. При сегашния темп на развитие на науката откриването на нови футуристични видове транспорт е само въпрос на време.
Тази огнена сфера е твърде ярка за невъоръжено око. Но ако се вгледате по-дълбоко в него, можете да видите истинската природа на Слънцето. Тази гигантска топка от горещ газ е най-големият обект в Слънчевата система. Слънцето генерира топлина и светлина. Той е източник на енергия за живота на Земята. Дълбоко в недрата на слънцето се случва постоянно ядрена реакция... Нашата звезда е опасна, но не можем да живеем без нея. Никой аспект от живота не би продължил без Слънцето.
Светлината е един от основните компоненти на нашата вселена, основна част от всичко. Това явление е не само най-важното, но и най-бързото в космоса. Скоростта на светлината достига 300 000 km/s... Тъй като разстоянието до Слънцето е около 150 милиона км, тогава светлината достига Земята за около 8 минути... Но тези 8 минути са само последното хвърляне в неговото пътуване. Ще отнеме около милион години, преди светлината да напусне вътрешната сурова среда на Слънцето. Това означава, че светлината, която хората виждат на Земята сега, е произведена много преди да се появи човешката цивилизация.
Слънцето има няколко слоя тежък газ с дебелина стотици хиляди километри. А в центъра му има ядро, което ражда слънчева светлина. И това води до една от най-разрушителните реакции във Вселената - ядрен синтез (преобразуване на водород в хелий)... Ако сложите два водородни атома заедно, се получава реакция и се получава хелий. Звучи просто, но не е. Всъщност не е лесно да се свържат два атома, защото два протона имат еднакъв положителен заряд и следователно се отблъскват. Протоните не обичат да се приближават един до друг. За сливането им е необходима много енергия, а това се случва много рядко. Протонното свързване използва огромните количества топлина и налягане, които произвежда гравитацията.
Слънцето съдържа около 99,8% от материята на цялата слънчева система, и цялата тази маса задържа слоевете на Слънцето заедно с помощта на мощна гравитационна сила. Гравитацията помага на водородните атоми да се свържат и така се случва ядреният синтез. В този ядрен реактор водородните атоми се комбинират "безкраен" брой пъти в секунда. Някои сблъсъци са толкова силни, че атомите се сливат, освобождавайки енергия. Но изненадващо, тя е невероятно слаба. По време на синтеза по-малко от 1% от протоните се превръщат в енергия, което не е достатъчно дори за автомобилен двигател. И тази енергия се генерира само чрез синтез. Повечето от протоните, които се сблъскват, не се синтезират. Това позволява на Слънцето да живее още 10 милиарда години.
начин най-малката частица светлина - фотон, започва от нажеженото ядро на Слънцето. Възникнал под формата на гама лъч, фотонът излита от слънчевото ядро със скоростта на светлината. Ако за него нямаше препятствия, с такава скорост щеше да пробие повърхността на Слънцето за 2 секунди. Слънцето е толкова плътно, че за да пробие слоевете си от различни газове навън, на лъча са необходими 100 хиляди, ако не и милиони години. След като напусне слънчевото ядро, новороденият фотон си проправя път през дебел слой водородни атоми. Дебелината на този слой е повече от 600 хиляди км. На фотон ще му трябват 100 години, за да го преодолее. След това започва пробив през плазмата на Слънцето, която се простира на 320 хиляди км. Има електрически заряд, който не позволява на фотоните да се движат. Неговите частици задържат фотона за част от секундата, след което го освобождават и той се сблъсква с други плазмени частици. Всички тези процеси продължават хиляди и дори милиони години, докато накрая фотонът избухне и продължи пътя си към Земята или други кътчета на Вселената.
Колко време отнема слънчевата светлина да достигне Земята? Очевидно слънчевата светлина се движи със скоростта на светлината. Отнема известно време фотоните, излъчвани от повърхността на Слънцето, да преминат през вакуума на космоса и да достигнат до очите ни. Средно слънчевата светлина изминава разстоянието от Слънцето до Земята за 8 минути и 20 секунди. Ако Слънцето внезапно изчезне от нашата Вселена, тогава ще имате малко повече от 8 минути, преди да забележите, че нещо не е наред.
Как получавате тези 8 минути и 20 секунди? Ние се въртим около Слънцето на разстояние от около 150 милиона километра. Светлината се движи със скорост от 300 000 километра в секунда. Разделяйки едно на друго, получаваме 500 секунди или 8 минути и 20 секунди. Полученото време е средно, тъй като Земята се движи по елиптична орбита около Слънцето. Най-краткото разстояние е 147 милиона километра, а най-дългото е 152 милиона километра. В най-близката точка светлината достига до Земята за 490 секунди, докато в най-отдалечената точка светлината отнема 507 секунди.
Нещата стават много по-интересни, когато вземете предвид пътуването на фотоните вътре в Слънцето. Вероятно знаете, че фотоните се произвеждат от термоядрени реакции в ядрото на Слънцето. Тези фотони се излъчват и абсорбират в лъчистата зона на звездата безброй пъти, преди най-накрая да достигнат повърхността. В крайна сметка фотоните, които удрят очите ви, всъщност са създадени преди десетки хиляди години. Така че пътят до Земята, който отнема малко повече от 8 минути, е само един момент от живота на фотона.
От всичко това става ясно, че гледайки в космоса, вие гледате в миналото. Светлината от най-близката звезда Алфа Кентавър идва при нас от около 4 години, така че гледайки тази звезда, всъщност виждаме как е изглеждала преди 4 години. Но има галактики, разположени на милиони светлинни години от нас. Ако изведнъж в една от тези галактики има цивилизация с високоразвити технологии, тогава те дори могат да наблюдават динозаври, които бродят по повърхността на нашата планета.
Приемаме слънцето за даденост, но как свети то? Какво се случва вътре в него? Както вероятно знаете, слънцето е огромно кълбо от водород и хелий.
На повърхността температурата е около 6000 Келвина, но докато се спускате към ядрото, температурата и налягането се увеличават. Докато стигнете до ядрото, температурата ще бъде около 15 милиона Келвина.
При тези температури и налягания започва реакцията на синтез.
Вътре в ядрото четири водородни атома се комбинират, за да образуват хелиево ядро. Този процес се случва безкраен брой пъти, всяка секунда.
Повече от 600 милиона тона водород се превръща в хелий всяка секунда. Слънцето преобразува маса водород, еквивалентна на масата на Земята на всеки 70 000 години. Доколкото знаете, времето от светилото до Земята достига светлинен лъч за 8 минути, но радиацията под формата на слънчеви изригвания достига до Земята за много по-дълго време.
Пътят на светлината от ядрото
В резултат на реакцията на термоядрен синтез се отделя огромно количество енергия под формата на фотони. Тези фотони се излъчват и абсорбират от газовите молекули. По време на живота на фотона този процес се случва милиони пъти.
Изненадващо, за да излезе от центъра, са необходими на фотон 200 000 години, за да достигне повърхността.
На светлината са необходими стотици хиляди години, за да пътува от ядрото до повърхността. Лъч от Слънцето към Земята достига до Земята само за 8 минути.
>>> Колко време отнема слънчевата светлина да достигне Земята?
Светлинна скорост- колко време пътува слънчевата светлина от Слънцето до Земята: описание на орбитата на Земята на снимката, разстоянието и мястото на третата планета в Слънчевата система.
Изглежда странно, защото всеки си мисли, че слънцето просто грее и всичко се случва сякаш мигновено. Слънчевите лъчи се движат към нас със скорост на светлината и се движат във вакуумна среда. Накратко, цялото пътуване отнема 8 минути и 20 секунди. Да, иронията е, че ако нашата звезда внезапно изчезне някъде, тя ще ни стигне едва след 8 минути.
Разбирането на скоростта на светлината е важно в астрономията, така че нека се обърнем към математиката. Разстоянието от Земята до Слънцето е 150 милиона km, а скоростта на светлината е 300 000 km / s. Разделете и вземете определеното време. Но това е средна цифра.
Нека също така припомним, че нашата планета се върти по елиптична орбитална пътека и разстоянието се променя със 147-152 милиона км. Тогава при най-близкия подход скоростта ще бъде 490 секунди, а на разстояние - 507 секунди. Но тогава става още по-интересно.
Вътре в слънчевото ядро се случва сливане, което води до образуването на фотони. Всичко започва под формата на гама лъчи, които се поглъщат многократно от звездата, пътуват вътре в нея и едва след това пробиват на повърхността. Но най-удивителното е, че всъщност светлината, която достига до вас, е създадена преди десетки хиляди години! Той успя да избяга и след 8 минути най-накрая стигна до теб.
Да, когато погледнете в космоса, буквално навсякъде виждате следи от миналото. Отразената лунна светлина се придвижва към нас за секунда. Но Алфа Кентавър отнема повече от 4 години. Сега помислете за звездите в други галактики, на които са нужни милиони години, за да видят просто красивото им сияние.
Нека погледнем от другата страна. Ако има интелигентни извънземни, които сега гледат нашата планета, те ще видят само динозаври. Ето защо скоростта на светлината е важна за учените и космолозите.