Մեր անմիջական տիեզերական միջավայրի մասին տեղեկատվությունը հանրությանը հասանելի է դառնում. սովորական օգտատերերը կարող են, առանց իրենց տներից դուրս գալու, հաշվարկել հարևան մոլորակների հեռավորությունները և դրանց ճանապարհորդության ժամանակը: Հետաքրքրված լինելով Մարսի Արեգակից հեռավորության հարցով, արժե ծանոթանալ տիեզերական հեռավորությունների չափման հիմունքներին:
Ինչպե՞ս է չափվում աստղերի հեռավորությունը և ինչ է լուսային տարին
Տիեզերքում հեռավորությունների միավորները հատուկ են, որոնք ստացվում են առանձին սյունակում չափման միջազգային համակարգից։
Ա.ե. աստղագիտության մեջ հեռավորության չափանիշ է, որը ցույց է տալիս Արեգակից երրորդ մոլորակի՝ Երկրի միջին դիրքի հեռավորությունը:
Ա.ե.- աստղագիտության մեջ հեռավորությունների չափման միավոր, հավասար է 149,597,870 կմ
Այս միավորը կարող եք անվանել նաև մեր մոլորակի ուղեծրի շառավիղ։
AE-ն Երկրի կենտրոնների և նրա ուղեծրի միջև եղած հեռավորությունն է Աստղագիտական միավորներով դուք կարող եք չափել նույն աստղային համակարգում գտնվող օբյեկտների միջև հեռավորությունները, ինչպես արեգակնային համակարգում: Տիեզերքի կշեռքի համար a.u. շատ փոքր միավոր է: Ուստի աստղերի և գալակտիկաների միջև հեռավորությունն արտահայտվում է լուսային տարիներով։
Ֆիզիկայի մեջ լույսը վաղուց եղել է աշխարհի ամենաարագ երևույթի չափանիշը, սակայն տիեզերական, անընդունելի մասշտաբով նույնիսկ լույսն ակնթարթորեն չի շարժվում: Տիեզերքի մի անկյունից մյուսը ճանապարհին լույսը դանդաղում է, ցրվում, փոխում է իր սպեկտրը և հանդիպում նյութական խոչընդոտների:
Լույսի տարի- սա աստղային հեռավորությունն է, որը լույսը ժամանակ ունի հաղթահարելու մեկ երկրային տարում 9,460,730,472,580,800 կմ
Մեկ լուսային տարվա հեռավորությունը հավասար է լույսի և մեկ երկրային տարվա արագության արտադրյալին։ Հուլյան տարին պետք է բազմապատկելուց առաջ վերածվի վայրկյանների, քանի որ լույսի արագությունը նույնպես արտահայտվում է վայրկյաններով։
Հուլյան տարի(ա) - աստղագիտության մեջ ժամանակի միավորը հավասար է 365,25 հուլյան օրվա
Հենվելով աստղագիտականմիավորները կարող են ավելի բարդ հաշվարկներ կատարել:
լույսի արագություն
Տեսանելի լույսի ճառագայթներ ասելով իրենից ներկայացնում է ֆոտոնների ոչ ատոմային մասնիկների հոսք, որի անվանումը գալիս է հունարեն «լուսանկարներ»՝ «լույս» տերմինից։
Երկրացու համար մեկ լուսային տարին անհաղթահարելի հեռավորություն է։ Միջին մարդն ինքնուրույն Երկրի ձգողականության պայմաններում կարող է զարգացնել մոտ 20 կմ/ժ արագություն։ Ֆոտոնները շարժվում են 60 միլիոն անգամ ավելի արագ և ամեն վայրկյան անցնում 300 000 կիլոմետր: Սա վակուումում տեսանելի լույսի ձեռքբերման առավելագույն արագությունն է:
լույսի արագությունվակուումում կազմում է 299 792 458 մ/վ
Օդի կամ ջրային միջավայրի դիմադրության դեպքում, օրինակ, համապատասխանաբար Երկրի մթնոլորտում կամ օվկիանոսներում լույսը կորցնում է ոչ ավելի, քան 25% արագություն և հաղթահարում է 225 հազար կմ վայրկյանում։
Մնացած բոլոր հաշվարկները բխում են այս տվյալներից՝ հնարավորություն տալով գնահատել Արեգակնային համակարգի շուրջ և աստղերի միջև թռիչքների հնարավորությունը։ Մեկ րոպեում լույսը անցնում է 18 միլիոն կիլոմետր տիեզերք:
Որքան մարդ մոտենա լույսի արագությանը հասնելու տեխնոլոգիական առաջընթացին, այնքան քիչ ժամանակ կպահանջվի տիեզերական ճանապարհորդությունների վրա:
Քանի լուսային տարի է մինչև Մարս
Ինչպես հաղթահարել հսկայական հեռավորությունը, և մենք վաղուց գիտենք գործնական օրինակների վրա:
Թե որքան ժամանակ է պահանջվում Երկրի տիեզերագնացներին կարմիր մոլորակ թռչելու համար, դա փոփոխական արժեք ունեցող հավասարում է, քանի որ մեր մոլորակը և Մարսը անընդհատ շարժման մեջ են: Յուրաքանչյուր մոլորակ գտնվում է Արեգակի շուրջ իր ուղեծրում: Մոլորակները կարող են մոտենալ միմյանց կամ լինել աստղի հակառակ կողմերում առավելագույն հեռավորության վրա։
Իհարկե, երկրացիների համար ամենատնտեսող լուծումը կլինի թռիչք կատարել դեպի Մարս, երբ մոլորակները գտնվում են իրենց նվազագույն հեռավորության վրա:
Հեռավորությունը, որով անցնում է լույսը մեկ տարում, կազմում է 9460,73 միլիարդ կիլոմետր: Երկրի և Մարսի միջև հնարավոր նվազագույն հեռավորությունը 54,55 միլիոն կմ է։
Երկրից Մարս 0,0000057 լուսային տարի Նման տվյալներ ունենալով՝ կարող ենք եզրակացնել, որ երկու մոլորակների միջև նվազագույն հեռավորությունը 181 լուսային վայրկյան է կամ 3 լուսային րոպե։ Այսինքն՝ Մարսի և Երկրի միջև կա 0,00000570776255707763 լուսային տարի։
Որքան լույս է թռչում դեպի Մարս
Չնայած ֆիզիկական անհասանելիությանը, հնարավոր է ճշգրիտ հաշվարկել, թե միջինում որքան ժամանակ է տևում աստղային լույսը Արևից Մարս:
Արեգակնային համակարգի կենտրոնական աստղից դեպի Մարս թռիչքը կարող է իրականացվել ֆոտոնով՝ լուսային մասնիկով, առանց խոչընդոտների և միջամտության հաշվի առնելու 12,01 րոպեում։ Հաշվարկները ստացվում են վակուումում լույսի հաստատուն արագությունից՝ 300 հազար կիլոմետր վայրկյանում, և կարմիր մոլորակի միջին հեռավորությունից աստղից՝ հավասար 228 միլիոն կմ։
228,000 հազար կմ / 300 հազար կմ / վ = 760 վ = 12 րոպե 1 վայրկյան - Արևից Մարս կամ հետ թռչելու համար անհրաժեշտ ժամանակը լույսի արագությամբ: Հեռավորությունը, երբ Մարսը գտնվում է աֆելիոնում, լույսը կանցնի 13,01 րոպեում, պերիհելիոնում՝ 11 րոպեում։
Որքա՞ն ժամանակ պետք է թռչել դեպի Մարս լույսի արագությամբ
Դեպի Մարս հիպոթետիկ թռիչքի ժամանակը հեշտ է հաշվարկել վերը նշված գիտելիքների հիման վրա։ Կա ճշգրիտ հաշվարկված թռիչքի ուղի, հնարավորություններ և նվազագույն հեռավորություն Երկրից Մարս: Այն ավելի քան 54 միլիոն կմ է, ինչը 3 րոպե է լույսի հոսքի համար։ Միայն լույսի արագությամբ շարժվելու դեպքում ստիպված կլինեք թռչել Մարս ոչ թե անհամար ամիսներով, այլ գրեթե ակնթարթներով։ Մարսի և Երկրի միջև լույսի արագությամբ երեք րոպեն դժվար է համեմատել ցանկացած ցամաքային տրանսպորտի հետ:
Կարմիր մոլորակը հասանելի կլինի, եթե մարդկությունը թռչի լույսի արագությամբ: Գիտական զարգացման ներկայիս տեմպերով տրանսպորտի նոր ֆուտուրիստական եղանակների հայտնաբերումը միայն ժամանակի հարց է:
Այս կրակոտ գունդը չափազանց պայծառ է անզեն աչքով։ Բայց եթե ավելի խորը նայեք դրա մեջ, կարող եք տեսնել Արեգակի իրական էությունը: Տաք գազի այս հսկա գունդը Արեգակնային համակարգի ամենամեծ օբյեկտն է: Արևը ջերմություն և լույս է արտադրում: Այն էներգիայի աղբյուր է Երկրի վրա կյանքի համար: Արևի խորքում անընդհատ տեղի է ունենում միջուկային ռեակցիա. Մեր աստղը վտանգավոր է, բայց մենք չենք կարող ապրել առանց դրա: Առանց Արեգակի կյանքի ոչ մի ասպեկտ չէր շարունակվի:
Լույսը մեր տիեզերքի հիմնարար բաղադրիչներից մեկն է, գոյություն ունեցող ամեն ինչի հիմնարար մասը: Այս երեւույթը ոչ միայն ամենակարեւորն է, այլեւ ամենաարագը տիեզերքում։ Լույսի արագությունը հասնում է 300000 կմ/վրկ-ի. Քանի որ Արեգակի հեռավորությունը մոտ 150 միլիոն կմ է, ուրեմն լույսը երկիր է հասնում մոտ 8 րոպեում. Բայց այս 8 րոպեները նրա ճանապարհի վերջին նետումն են: Մոտ մեկ միլիոն տարի կպահանջվի, մինչև լույսը դուրս գա Արեգակի ներքին կոշտ միջավայրից: Իսկ դա նշանակում է, որ լույսը, որը մարդիկ տեսնում են Երկրի վրա, առաջացել է մարդկային քաղաքակրթության հայտնվելուց շատ առաջ:
Արեգակն ունի հարյուր հազարավոր կիլոմետր հաստությամբ ծանր գազի մի քանի շերտեր: Իսկ դրա կենտրոնում արեւի լույս ծնող միջուկն է։ Եվ տիեզերքի ամենակործանարար ռեակցիաներից մեկը ծնում է նրան. միջուկային միաձուլում (ջրածնի վերածումը հելիումի). Եթե դուք միացնեք ջրածնի երկու ատոմ, ապա ռեակցիա կառաջանա և կստանաք հելիում: Պարզ է թվում, բայց դա այդպես չէ: Իրականում երկու ատոմ միացնելը հեշտ չէ, քանի որ երկու պրոտոնները նույն դրական լիցքն ունեն և հետևաբար վանում են միմյանց։ Պրոտոնները չեն սիրում մոտենալ միմյանց։ Դրանք միաձուլելու համար շատ էներգիա է պահանջվում, և դա տեղի է ունենում շատ հազվադեպ: Պրոտոնների միացումն օգտագործում է ահռելի քանակությամբ ջերմություն և ճնշում, որն արտադրում է գրավիտացիան:
Արեգակը պարունակում է ամբողջ Արեգակնային համակարգի նյութի մոտ 99,8%-ը։, և այս ամբողջ զանգվածը հզոր գրավիտացիոն ուժի օգնությամբ պահում է Արեգակի շերտերը։ Ձգողականությունը օգնում է ջրածնի ատոմներին միավորվել, և ահա թե ինչպես է տեղի ունենում միջուկային միաձուլումը: Այս միջուկային ռեակտորում ջրածնի ատոմները միավորում են վայրկյանում «անսահման» թվով անգամներ։ Որոշ բախումներ այնքան կատաղի են, որ ատոմները միաձուլվում են՝ ազատելով էներգիա։ Բայց զարմանալիորեն նա աներևակայելի թույլ է: Միաձուլման ժամանակ պրոտոնների 1%-ից պակասը վերածվում է էներգիայի, ինչը բավարար չէ նույնիսկ մեքենայի շարժիչի համար։ Եվ միայն սինթեզն է ծնում այս էներգիան։ Բախվող պրոտոնների մեծ մասը չի սինթեզվում։ Սա թույլ է տալիս Արեգակին ապրել ևս 10 միլիարդ տարի:
Ճանապարհ լույսի ամենափոքր մասնիկը՝ ֆոտոն, սկսվում է Արեգակի տաք միջուկից։ Ֆոտոնը, որը ծնվել է գամմա ճառագայթի տեսքով, արեգակնային միջուկից դուրս է թռչում լույսի արագությամբ։ Եթե նրա համար խոչընդոտներ չլինեին, ապա նման արագությամբ նա 2 վայրկյանում կճեղներ Արեգակի մակերեսը։ Արեգակն այնքան խիտ է, որ 100,000, եթե ոչ միլիոնավոր տարիներ է պահանջվում, որպեսզի նրա տարբեր գազերի շերտերը դեպի արտաքին ճեղքեն: Արեգակնային միջուկից հեռանալուց հետո նորածին ֆոտոնը ճանապարհ է անցնում ջրածնի ատոմների հաստ շերտով։ Այս շերտի հաստությունը ավելի քան 600 հազար կմ է։ Ֆոտոնից 100 տարի կպահանջվի այն հաղթահարելու համար։ Դրանից հետո բեկում է սկսվում արեգակնային պլազմայի միջոցով, որը ձգվում է 320 հազար կմ։ Այն ունի էլեկտրական լիցք, որը խանգարում է ֆոտոնների շարժմանը։ Դրա մասնիկները պահում են ֆոտոնը վայրկյանի մի մասի համար, այնուհետև այն բաց են թողնում և այն բախվում է պլազմայի այլ մասնիկների հետ: Այս բոլոր գործընթացները տևում են հազարավոր և նույնիսկ միլիոնավոր տարիներ, մինչև, վերջապես, ֆոտոնը դուրս է գալիս և շարունակում իր ճանապարհը դեպի Երկիր կամ տիեզերքի այլ անկյուններ:
Որքա՞ն ժամանակ է տևում արևի լույսը Երկիր հասնելու համար: Ակնհայտ է, որ արևի լույսը շարժվում է լույսի արագությամբ: Արեգակի մակերևույթից արտանետվող ֆոտոնները որոշակի ժամանակ են պահանջում տարածության վակուումի միջով անցնելու և մեր աչքերին հասնելու համար: Միջին հաշվով, արևի լույսը Արևից Երկիր է անցնում 8 րոպե 20 վայրկյանում։ Եթե Արևը հանկարծ անհետանա մեր տիեզերքից, ապա դուք կունենաք մի փոքր ավելի քան 8 րոպե, մինչև նկատեիք, որ ինչ-որ բան այն չէ:
Ինչպե՞ս եք ստանում այդ 8 րոպե 20 վայրկյանը: Մենք Արեգակի շուրջը պտտվում ենք մոտ 150 միլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա։ Լույսը շարժվում է վայրկյանում 300000 կիլոմետր արագությամբ։ Մեկը մյուսի վրա բաժանելով՝ ստանում ենք 500 վայրկյան կամ 8 րոպե 20 վայրկյան։ Ստացված ժամանակը միջին է, երբ Երկիրը շարժվում է Արեգակի շուրջ էլիպսաձեւ ուղեծրով: Ամենակարճ տարածությունը 147 մլն կիլոմետր է, իսկ ամենաերկարը՝ 152 մլն կիլոմետր։ Ամենամոտ կետում լույսը Երկիր հասնելու համար տևում է 490 վայրկյան, մինչդեռ ամենահեռավոր կետում լույսը տևում է 507 վայրկյան:
Ամեն ինչ շատ ավելի հետաքրքիր է դառնում, երբ դիտարկում ենք ֆոտոնների ճանապարհորդությունը Արեգակի ներսում: Դուք հավանաբար գիտեք, որ ֆոտոններն առաջանում են Արեգակի միջուկի ներսում ջերմամիջուկային ռեակցիաների արդյունքում։ Այս ֆոտոններն արտանետվում և կլանում են աստղի ճառագայթային գոտում անհամար անգամներ, մինչև նրանք վերջապես կհասնեն մակերեսին: Ի վերջո, ֆոտոնները, որոնք հարվածում են ձեր աչքերին, իրականում ստեղծվել են տասնյակ հազարավոր տարիներ առաջ: Այսպիսով, դեպի Երկիր ճանապարհորդությունը, որը տևում է 8 րոպեից մի փոքր ավելի, ֆոտոնի կյանքի ընդամենը մի պահ է:
Այս ամենից պարզ է դառնում, որ նայելով տիեզերք՝ նայում ես անցյալին։ Մեր մոտակա աստղի՝ Ալֆա Կենտավրոսի լույսը մեզ հասնելու համար տևում է մոտ 4 տարի, այնպես որ, երբ մենք նայում ենք այս աստղին, իրականում տեսնում ենք, թե ինչ տեսք ուներ այն 4 տարի առաջ: Բայց կան գալակտիկաներ, որոնք մեզնից միլիոնավոր լուսային տարիներ հեռու են: Եթե հանկարծ այս գալակտիկաներից մեկում բարձր զարգացած տեխնոլոգիաներով քաղաքակրթություն հայտնվի, ապա նրանք նույնիսկ կարող են դիտել դինոզավրեր, որոնք շրջում են մեր մոլորակի մակերեսով։
Մենք Արևը ընդունում ենք որպես ինքնին, բայց ինչպե՞ս է այն փայլում: Ի՞նչ է կատարվում դրա ներսում։ Ինչպես հավանաբար գիտեք, Արևը ջրածնի և հելիումի հսկայական գունդ է:
Մակերեւույթում ջերմաստիճանը կազմում է մոտ 6000 Կելվին, բայց երբ դուք սուզվում եք դեպի միջուկը, ջերմաստիճանը և ճնշումը մեծանում են: Մինչև միջուկը հասնեք, ջերմաստիճանը կկազմի մոտ 15 միլիոն Կելվին:
Նման ջերմաստիճանների և ճնշման դեպքում սկսվում է միաձուլման ռեակցիան։
Միջուկի ներսում ջրածնի չորս ատոմները միանում են՝ ձևավորելով հելիումի միջուկ։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում անսահման թվով անգամ, ամեն վայրկյան:
Ամեն վայրկյան ավելի քան 600 միլիոն տոննա ջրածին վերածվում է հելիումի։ Արեգակը յուրաքանչյուր 70000 տարին մեկ փոխակերպում է Երկրի զանգվածին համարժեք ջրածնի զանգված: Որքան գիտեք, լուսատուից մինչև Երկիր ժամանակը, լույսի ճառագայթը հասնում է 8 րոպեի ընթացքում, սակայն արևային բռնկումների տեսքով ճառագայթումը Երկիր է հասնում շատ ավելի երկար ժամանակում:
Լույսի ուղին միջուկից
Միաձուլման ռեակցիայի արդյունքում հսկայական քանակությամբ էներգիա է ազատվում ֆոտոնների տեսքով։ Այս ֆոտոնները արտանետվում և կլանում են գազի մոլեկուլները: Ֆոտոնի կյանքի ընթացքում այս գործընթացը տեղի է ունենում միլիոնավոր անգամներ:
Զարմանալի է, բայց կենտրոնից դուրս գալու համար ֆոտոնին 200 000 տարի է պետք՝ մակերեսին հասնելու համար:
Լույսը միջուկից մակերես տեղափոխելու համար հարյուր հազարավոր տարիներ է պահանջվում: Արեգակից Երկիր ճառագայթը հասնում է ընդամենը 8 րոպեում։
quoted1 > > > Որքա՞ն ժամանակ է արևի լույսը հասնում Երկիր:
լույսի արագություն- Որքա՞ն ժամանակ է արևի լույսը ճանապարհորդում Արևից Երկիր. Երկրի ուղեծրի նկարագրությունը լուսանկարում, Արեգակնային համակարգում երրորդ մոլորակի հեռավորությունն ու տեղը:
Տարօրինակ է թվում, քանի որ բոլորը կարծում են, որ Արևը պարզապես փայլում է, և ամեն ինչ տեղի է ունենում, կարծես ակնթարթորեն: Արեգակի ճառագայթները լույսի արագությամբ շարժվում են դեպի մեզ և շարժվում վակուումային միջավայրում։ Մի խոսքով, ամբողջ ճանապարհորդությունը տեւում է 8 րոպե 20 վայրկյան։ Այո, զավեշտն այն է, որ եթե մեր աստղը հանկարծ ինչ-որ տեղ անհետանա, ապա այն մեզ կհասնի միայն 8 րոպե հետո։
Լույսի արագությունը հասկանալը կարևոր է աստղագիտության մեջ, ուստի անդրադառնանք մաթեմատիկային: Երկրից Արեգակ հեռավորությունը 150 միլիոն կմ է, իսկ լույսի արագությունը՝ 300000 կմ/վ։ Բաժանում ենք և ստանում նշված ժամանակը։ Բայց սա միջին ցուցանիշ է։
Հիշենք նաև, որ մեր մոլորակը պտտվում է էլիպսաձև ուղեծրով, և հեռավորությունը փոխվում է 147-152 միլիոն կմ-ով։ Այնուհետև առավելագույն մոտեցման դեպքում արագությունը կկազմի 490 վայրկյան, իսկ հեռավորության վրա՝ 507 վայրկյան։ Բայց հետագան ավելի հետաքրքիր է:
Արեգակնային միջուկի ներսում տեղի է ունենում միաձուլում, որը հանգեցնում է ֆոտոնների առաջացմանը։ Ամեն ինչ սկսվում է գամմա ճառագայթների տեսքով, որոնք բազմիցս ներծծվում են աստղի կողմից, շրջում նրա ներսում և միայն դրանից հետո դուրս են գալիս մակերես: Բայց ամենազարմանալին այն է, որ իրական լույսը, որը հասնում է ձեզ, ստեղծվել է տասնյակ հազարավոր տարիներ առաջ: Նրան հաջողվեց փախչել և 8 րոպեում վերջապես հասնել ձեզ մոտ:
Այո, երբ նայում ես տիեզերք, բառացիորեն ամենուր տեսնում ես անցյալի հետքեր: Արտացոլված լուսնի լույսը մի վայրկյան շարժվում է դեպի մեզ: Սակայն Alpha Centauri-ն տեւում է ավելի քան 4 տարի: Հիմա մտածեք այլ գալակտիկաների աստղերի մասին, որոնց միլիոնավոր տարիներ են պահանջվում միայն նրանց գեղեցիկ փայլը տեսնելու համար:
Եկեք նայենք մյուս կողմից. Եթե կան խելացի այլմոլորակայիններ, ովքեր այժմ մտածում են մեր մոլորակի մասին, ապա նրանք կտեսնեն միայն դինոզավրեր: Ահա թե ինչու լույսի արագությունը կարևոր է գիտնականների և տիեզերաբանների համար: