Informationen über unsere nächste Weltraumumgebung werden öffentlich zugänglich: Normale Benutzer können, ohne ihr Zuhause zu verlassen, die Entfernung zu benachbarten Planeten und die Reisezeit zu diesen berechnen. Wenn Sie sich für die Frage der Entfernung des Mars von der Sonne interessieren, lohnt es sich, sich mit den Grundlagen der Messung kosmischer Entfernungen vertraut zu machen.
Wie wird die Entfernung zu Sternen gemessen und was ist ein Lichtjahr
Einheiten von Entfernungen im Raum sind etwas Besonderes, die aus dem internationalen Maßsystem in einer separaten Spalte abgeleitet werden.
A.E. - Dies ist ein Entfernungsmaß in der Astronomie, das die Entfernung des durchschnittlichen Standorts des dritten Planeten - der Erde - von der Sonne anzeigt.
A.E.- eine Maßeinheit für Entfernungen in der Astronomie, gleich 149.597.870 km
Sie können diese Einheit auch den Radius der Umlaufbahn unseres Planeten nennen.
AE ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Erde und ihrer Umlaufbahn In astronomischen Einheiten ist es möglich, den Abstand zwischen Objekten innerhalb desselben Sternensystems, ähnlich dem Sonnensystem, zu messen. Für den Maßstab des Universums a.u. Ist eine sehr kleine Einheit. Daher wird die Entfernung zwischen Sternen und Galaxien in Lichtjahren ausgedrückt.
In der Physik war Licht lange Zeit der Standard für das schnellste Phänomen der Welt, aber im kosmischen, nicht umfassenden Maßstab bewegt sich selbst Licht nicht sofort. Auf dem Weg von einer Ecke des Universums zur anderen verlangsamt sich das Licht, streut, ändert sein Spektrum, trifft auf materielle Hindernisse.
Lichtjahr- das ist die Sternenentfernung, die das Licht in einem Erdenjahr überwindet 9 460 730 472 580 800 km
Die Entfernung von einem Lichtjahr ist gleich dem Produkt aus Lichtgeschwindigkeit und einem Erdenjahr. Das Julianische Jahr muss vor der Multiplikation in Sekunden umgerechnet werden, da auch die Lichtgeschwindigkeit in Sekunden angegeben wird.
Julianisches Jahr(ein) - eine Zeiteinheit in der Astronomie, die 365,25 Julian Tagen entspricht
Verlassen auf astronomisch Einheiten können komplexere Berechnungen durchführen.
Lichtgeschwindigkeit
Was mit den Strahlen des sichtbaren Lichts gemeint ist, ist ein Strom nichtatomarer Photonenteilchen, dessen Name vom griechischen Begriff "Fotos" - "Licht" stammt.
Für einen Erdenmenschen ist ein Lichtjahr eine unüberwindbare Entfernung. Der durchschnittliche Mensch kann allein unter den Bedingungen der Erdanziehung eine Geschwindigkeit von etwa 20 km / h entwickeln. Photonen reisen 60 Millionen Mal schneller und fliegen jede Sekunde 300.000 Kilometer. Dies ist die maximale Geschwindigkeit, die sichtbares Licht im Vakuum erreichen kann.
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt 299 792 458 m / s
Im Widerstand einer Luft- oder Wasserumgebung, beispielsweise in der Atmosphäre oder den Ozeanen der Erde, verliert das Licht nicht mehr als 25% an Geschwindigkeit und überwindet 225.000 km pro Sekunde.
Aus diesen Daten folgen alle weiteren Berechnungen, die es ermöglichen, die Möglichkeit von Flügen im Sonnensystem und zwischen den Sternen abzuschätzen. In einer Minute durchquert Licht 18 Millionen Kilometer den Weltraum.
Je näher ein Mensch dem technologischen Fortschritt kommt und Lichtgeschwindigkeit erreicht, desto weniger Zeit muss für die Raumfahrt aufgewendet werden.
Wie viele Lichtjahre zum Mars
Wir wissen seit langem, wie man an praktischen Beispielen eine große Distanz überwindet.
Wie lange man für Astronauten-Erdlinge zum Roten Planeten fliegt, ist eine Gleichung mit variablem Wert, denn unser Planet und der Mars sind ständig in Bewegung. Jeder Planet wird in seiner eigenen Umlaufbahn um die Sonne gelenkt. Die Planeten können sich einander nähern oder sich in extremer Entfernung auf gegenüberliegenden Seiten des Sterns befinden.
Die wirtschaftlichste Lösung für Erdbewohner wäre natürlich ein Flug zum Mars, wenn die Planeten einen Mindestabstand haben.
Die Strecke, die Licht in einem Jahr zurücklegt, beträgt 9460,73 Milliarden Kilometer. Die minimal mögliche Entfernung zwischen Erde und Mars beträgt 54,55 Millionen km.
0,0000057 Lichtjahre von der Erde bis zum Mars Aus diesen Daten können wir schließen, dass der Mindestabstand zwischen zwei Planeten 181 Lichtsekunden oder 3 Lichtminuten beträgt. Mit anderen Worten, zwischen Mars und Erde 0,00000570776255707763 Lichtjahre.
Wie viel Licht fliegt zum Mars
Trotz der physikalischen Unzugänglichkeit lässt sich genau berechnen, wie lange Sternenlicht durchschnittlich von der Sonne bis zum Mars braucht.
Ein Flug zum Mars vom Zentralstern des Sonnensystems kann von einem Photon - einem Lichtteilchen - ohne Berücksichtigung von Hindernissen und Störungen in 12,01 Minuten bewerkstelligt werden. Berechnungen werden aus der konstanten Lichtgeschwindigkeit im Vakuum - 300.000 Kilometer pro Sekunde - und der durchschnittlichen Entfernung des roten Planeten vom Stern von 228 Millionen km erhalten.
228.000 Tausend km / 300.000 km / s = 760 s = 12 Minuten 1 Sekunde - die Zeit, die benötigt wird, um mit Lichtgeschwindigkeit von der Sonne zum Mars oder umgekehrt zu fliegen. Die Entfernung, wenn der Mars im Aphel ist, wird in 13,01 Minuten vom Licht zurückgelegt, im Perihel in 11 Minuten.
Wie lange dauert es, mit Lichtgeschwindigkeit zum Mars zu fliegen?
Die Zeit eines hypothetischen Fluges zum Mars lässt sich anhand der obigen Erkenntnisse leicht berechnen. Es gibt eine genau berechnete Flugbahn, Fähigkeiten und Mindestentfernung von der Erde zum Mars. Sie beträgt über 54 Millionen km, das sind 3 Minuten für den Lichtstrom. Nur wenn Sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, müssen Sie nicht für unzählige Monate, sondern fast für einen Moment zum Mars fliegen. Drei Minuten zwischen Mars und Erde bei Lichtgeschwindigkeit sind mit keinem terrestrischen Transport zu vergleichen.
Der Rote Planet wird in Reichweite sein, wenn die Menschheit Fortschritte macht, um mit Lichtgeschwindigkeit zu fliegen. Bei der aktuellen Entwicklung der Wissenschaft ist die Entdeckung neuer futuristischer Verkehrsmittel nur eine Frage der Zeit.
Diese Feuerkugel ist für das bloße Auge zu hell. Aber wenn Sie tiefer hineinschauen, können Sie die wahre Natur der Sonne erkennen. Diese riesige Kugel aus heißem Gas ist das größte Objekt im Sonnensystem. Die Sonne erzeugt Wärme und Licht. Es ist eine Energiequelle für das Leben auf der Erde. Tief im Inneren der Sonne passiert ständig Kernreaktion... Unser Stern ist gefährlich, aber ohne ihn können wir nicht leben. Kein Aspekt des Lebens wäre ohne die Sonne weitergegangen.
Licht ist eine der grundlegenden Komponenten unseres Universums, ein grundlegender Bestandteil von allem. Dieses Phänomen ist nicht nur das wichtigste, sondern auch das schnellste im Weltraum. Die Lichtgeschwindigkeit erreicht 300.000 km / s... Da die Entfernung zur Sonne etwa 150 Millionen km beträgt, dann Licht erreicht die Erde in etwa 8 Minuten... Aber diese 8 Minuten sind nur der letzte Wurf auf seiner Reise. Es wird ungefähr eine Million Jahre dauern, bis das Licht die innere raue Umgebung der Sonne verlässt. Das bedeutet, dass das Licht, das die Menschen heute auf der Erde sehen, lange vor dem Erscheinen der menschlichen Zivilisation erzeugt wurde.
Die Sonne hat mehrere Schichten schweren Gases, die Hunderttausende von Kilometern dick sind. Und in seiner Mitte befindet sich der Kern, der das Sonnenlicht hervorbringt. Und es führt zu einer der zerstörerischsten Reaktionen im Universum - Kernfusion (Umwandlung von Wasserstoff in Helium)... Wenn man zwei Wasserstoffatome zusammenfügt, findet eine Reaktion statt und man erhält Helium. Klingt einfach, ist es aber nicht. Tatsächlich ist es nicht einfach, zwei Atome zu verbinden, da zwei Protonen die gleiche positive Ladung haben und sich daher gegenseitig abstoßen. Protonen mögen es nicht, einander nahe zu kommen. Es kostet viel Energie, sie zu verschmelzen, und dies geschieht sehr selten. Die Protonenbindung nutzt die enormen Mengen an Wärme und Druck, die die Schwerkraft erzeugt.
Die Sonne enthält etwa 99,8 % der Materie des gesamten Sonnensystems, und all diese Masse hält die Sonnenschichten mit Hilfe einer starken Gravitationskraft zusammen. Die Schwerkraft hilft Wasserstoffatomen, sich zu verbinden und so kommt es zur Kernfusion. In diesem Kernreaktor verbinden sich Wasserstoffatome „unendlich“ oft pro Sekunde. Manche Kollisionen sind so heftig, dass Atome verschmelzen und Energie freisetzen. Aber überraschenderweise ist sie unglaublich schwach. Bei der Fusion werden weniger als 1% der Protonen in Energie umgewandelt, was selbst für einen Automotor nicht ausreicht. Und diese Energie wird nur durch Synthese erzeugt. Die meisten der kollidierenden Protonen werden nicht synthetisiert. Dies ermöglicht der Sonne, weitere 10 Milliarden Jahre zu leben.
Weg das kleinste Lichtteilchen - ein Photon, beginnt im glühenden Kern der Sonne. In Form eines Gammastrahls entstanden, fliegt ein Photon mit Lichtgeschwindigkeit aus dem Sonnenkern heraus. Wenn es keine Hindernisse für ihn gäbe, wäre er mit einer solchen Geschwindigkeit in 2 Sekunden durch die Sonnenoberfläche gebrochen. Die Sonne ist so dicht, dass der Strahl 100.000, wenn nicht Millionen Jahre braucht, um seine Schichten aus verschiedenen Gasen nach außen zu durchbrechen. Nach dem Verlassen des Sonnenkerns dringt das neugeborene Photon durch eine dicke Schicht aus Wasserstoffatomen. Die Dicke dieser Schicht beträgt mehr als 600.000 km. Ein Photon braucht 100 Jahre, um es zu überwinden. Danach beginnt ein Durchbruch durch das Plasma der Sonne, das sich über 320.000 km erstreckt. Es hat eine elektrische Ladung, die verhindert, dass sich Photonen bewegen. Seine Teilchen halten das Photon für den Bruchteil einer Sekunde, geben es dann frei und es kollidiert mit anderen Plasmateilchen. All diese Prozesse dauern Tausende und sogar Millionen von Jahren, bis schließlich das Photon ausbricht und seinen Weg zur Erde oder zu anderen Ecken des Universums fortsetzt.
Wie lange dauert es, bis Sonnenlicht die Erde erreicht? Offensichtlich breitet sich Sonnenlicht mit Lichtgeschwindigkeit aus. Es dauert einige Zeit, bis die von der Sonnenoberfläche emittierten Photonen das Vakuum des Weltraums durchdringen und unsere Augen erreichen. Im Durchschnitt legt das Sonnenlicht die Entfernung von der Sonne zur Erde in 8 Minuten und 20 Sekunden zurück. Wenn die Sonne plötzlich aus unserem Universum verschwinden würde, hätten Sie etwas mehr als 8 Minuten Zeit, bevor Sie bemerken würden, dass etwas nicht stimmt.
Wie kommst du auf diese 8 Minuten und 20 Sekunden? Wir umkreisen die Sonne in einer Entfernung von etwa 150 Millionen Kilometern. Licht breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 300.000 Kilometern pro Sekunde aus. Wenn wir eines durch das andere dividieren, erhalten wir 500 Sekunden oder 8 Minuten und 20 Sekunden. Die resultierende Zeit ist durchschnittlich, da sich die Erde auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne bewegt. Die kürzeste Distanz beträgt 147 Millionen Kilometer, die längste 152 Millionen Kilometer. Am nächsten Punkt erreicht Licht die Erde in 490 Sekunden, während es am entferntesten Punkt 507 Sekunden braucht.
Noch interessanter wird es, wenn man sich die Reise von Photonen innerhalb der Sonne vor Augen führt. Sie wissen wahrscheinlich, dass Photonen durch thermonukleare Reaktionen im Kern der Sonne erzeugt werden. Diese Photonen werden unzählige Male emittiert und in der Strahlungszone des Sterns absorbiert, bevor sie schließlich die Oberfläche erreichen. Letztendlich wurden die Photonen, die Ihre Augen treffen, tatsächlich vor Zehntausenden von Jahren geschaffen. Der Weg zur Erde, der etwas mehr als 8 Minuten dauert, ist also nur ein Moment im Leben eines Photons.
Aus all dem wird klar, dass man beim Blick in den Weltraum in die Vergangenheit blickt. Das Licht des nächsten Sterns Alpha Centauri kommt seit etwa 4 Jahren zu uns. Wenn wir also diesen Stern betrachten, sehen wir tatsächlich, wie er vor 4 Jahren aussah. Aber es gibt Galaxien, die Millionen von Lichtjahren von uns entfernt sind. Wenn sich in einer dieser Galaxien plötzlich eine Zivilisation mit hochentwickelten Technologien befindet, dann können sie sogar Dinosaurier beobachten, die über die Oberfläche unseres Planeten streifen.
Wir nehmen die Sonne als selbstverständlich hin, aber wie scheint sie? Was geht darin vor? Wie Sie wahrscheinlich wissen, ist die Sonne eine riesige Kugel aus Wasserstoff und Helium.
An der Oberfläche beträgt die Temperatur etwa 6.000 Kelvin, aber wenn Sie zum Kern hinabsteigen, nehmen Temperatur und Druck zu. Wenn Sie den Kern erreichen, beträgt die Temperatur etwa 15 Millionen Kelvin.
Bei diesen Temperaturen und Drücken beginnt die Fusionsreaktion.
Im Kern verbinden sich vier Wasserstoffatome zu einem Heliumkern. Dieser Vorgang findet jede Sekunde unendlich oft statt.
Mehr als 600 Millionen Tonnen Wasserstoff werden pro Sekunde in Helium umgewandelt. Die Sonne wandelt alle 70.000 Jahre eine Wasserstoffmasse um, die der Masse der Erde entspricht. Soweit Sie wissen, dauert die Zeit vom Leuchtkörper bis zur Erde, die ein Lichtstrahl in 8 Minuten erreicht, aber die Strahlung in Form von Sonneneruptionen erreicht die Erde viel länger.
Der Lichtweg vom Kern
Bei der Reaktion der Kernfusion wird eine große Menge Energie in Form von Photonen freigesetzt. Diese Photonen werden von Gasmolekülen emittiert und absorbiert. Während der Lebensdauer eines Photons kommt dieser Prozess millionenfach vor.
Überraschenderweise braucht ein Photon 200.000 Jahre, um das Zentrum zu verlassen, um die Oberfläche zu erreichen.
Das Licht braucht Hunderttausende von Jahren, um vom Kern zur Oberfläche zu gelangen. Ein Strahl von der Sonne zur Erde erreicht die Erde in nur 8 Minuten.
>>> Wie lange dauert es, bis Sonnenlicht die Erde erreicht?
Lichtgeschwindigkeit- wie lange wandert das Sonnenlicht von der Sonne zur Erde: eine Beschreibung der Erdbahn auf dem Foto, die Entfernung und der Ort des dritten Planeten im Sonnensystem.
Es erscheint seltsam, denn jeder denkt, die Sonne scheint einfach und alles passiert wie im Handumdrehen. Die Sonnenstrahlen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zu und bewegen sich in einer Vakuumumgebung. Kurz gesagt, die gesamte Fahrt dauert 8 Minuten und 20 Sekunden. Ja, die Ironie ist, dass wenn unser Stern plötzlich irgendwo verschwindet, er uns erst nach 8 Minuten erreicht.
Das Verständnis der Lichtgeschwindigkeit ist in der Astronomie wichtig, also wenden wir uns der Mathematik zu. Die Entfernung von der Erde zur Sonne beträgt 150 Millionen km und die Lichtgeschwindigkeit beträgt 300.000 km / s. Teilen Sie und erhalten Sie die angegebene Zeit. Aber das ist eine durchschnittliche Zahl.
Denken wir auch daran, dass sich unser Planet auf einer elliptischen Umlaufbahn dreht und sich die Entfernung um 147-152 Millionen km ändert. Dann beträgt die Geschwindigkeit bei der nächsten Annäherung 490 Sekunden und in einer Entfernung - 507 Sekunden. Aber dann wird es noch interessanter.
Im Inneren des Sonnenkerns findet eine Verschmelzung statt, die zur Bildung von Photonen führt. Alles beginnt in Form von Gammastrahlen, die vom Stern viele Male absorbiert werden, in ihm wandern und erst dann an die Oberfläche durchbrechen. Aber das Erstaunlichste ist, dass das Licht, das Sie erreicht, tatsächlich vor Zehntausenden von Jahren geschaffen wurde! Er hat es geschafft zu entkommen und ist in 8 Minuten endlich bei dir.
Ja, wenn man in den Weltraum schaut, sieht man buchstäblich überall Spuren der Vergangenheit. Das reflektierte Mondlicht bewegt sich für eine Sekunde auf uns zu. Aber Alpha Centauri braucht mehr als 4 Jahre. Denken Sie nun an die Sterne in anderen Galaxien, die Millionen von Jahren brauchen, um nur ihr schönes Leuchten zu sehen.
Schauen wir uns die andere Seite an. Wenn es intelligente Außerirdische gibt, die jetzt auf unseren Planeten schauen, werden sie nur Dinosaurier sehen. Aus diesem Grund ist die Lichtgeschwindigkeit für Wissenschaftler und Kosmologen wichtig.