Informasi tentang lingkungan luar angkasa langsung kami tersedia untuk umum: pengguna biasa dapat, tanpa meninggalkan rumah mereka, menghitung jarak ke planet tetangga dan waktu tempuh ke planet tersebut. Tertarik dengan pertanyaan tentang jarak Mars dari Matahari, ada baiknya membiasakan diri Anda dengan dasar-dasar pengukuran jarak kosmik.
Bagaimana jarak ke bintang diukur dan berapa tahun cahaya
Satuan jarak dalam ruang adalah khusus, diturunkan dari sistem pengukuran internasional dalam kolom terpisah.
A.e. adalah ukuran jarak dalam astronomi, yang menunjukkan jarak rata-rata lokasi planet ketiga - Bumi - dari Matahari.
A.e.- satuan pengukuran jarak dalam astronomi, sama dengan 149.597.870 km
Anda juga dapat menyebut unit ini radius orbit planet kita.
AE adalah jarak antara pusat bumi dan orbitnya Dalam satuan astronomi, Anda dapat mengukur jarak antara objek dalam sistem bintang yang sama, seperti tata surya. Untuk skala Alam Semesta a.u. merupakan satu kesatuan yang sangat kecil. Oleh karena itu, jarak antara bintang dan galaksi dinyatakan dalam tahun cahaya.
Dalam fisika, cahaya telah lama menjadi standar fenomena tercepat di dunia, tetapi pada skala kosmik yang tidak dapat dirangkul, bahkan cahaya tidak bergerak secara instan. Dalam perjalanan dari satu sudut Semesta ke sudut lainnya, cahaya melambat, menyebar, mengubah spektrumnya, dan menemui hambatan material.
Tahun cahaya- ini adalah jarak bintang yang dapat ditempuh cahaya dalam satu tahun Bumi 9.460.730.472.580.800 km
Jarak satu tahun cahaya sama dengan hasil kali kecepatan cahaya dan satu tahun Bumi. Tahun Julian harus diubah menjadi detik sebelum perkalian, karena kecepatan cahaya juga dinyatakan dalam detik.
tahun Julian(sebuah) - satuan waktu dalam astronomi sama dengan 365,25 hari Julian
Bergantung pada astronomis unit dapat melakukan perhitungan yang lebih kompleks.
kecepatan cahaya
Yang dimaksud dengan sinar cahaya tampak adalah aliran partikel foton non atom, yang namanya berasal dari istilah Yunani "foto" - "cahaya".
Untuk penduduk bumi, satu tahun cahaya adalah jarak yang tidak dapat diatasi. Rata-rata orang sendiri dalam kondisi gravitasi bumi bisa mencapai kecepatan sekitar 20 km/jam. Foton bergerak 60 juta kali lebih cepat dan menempuh jarak 300.000 kilometer setiap detik. Ini adalah kecepatan maksimum yang dapat dicapai oleh cahaya tampak dalam ruang hampa.
kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 299 792 458 m/s
Dalam hambatan lingkungan udara atau air, misalnya, di atmosfer atau lautan Bumi, masing-masing, cahaya kehilangan kecepatan tidak lebih dari 25% dan melampaui 225 ribu km per detik.
Semua perhitungan lain mengikuti dari data ini, sehingga memungkinkan untuk menilai kemungkinan penerbangan di sekitar tata surya dan di antara bintang-bintang. Dalam satu menit, cahaya menempuh jarak 18 juta kilometer ke luar angkasa.
Semakin dekat seseorang mendekati kemajuan teknologi yang mencapai kecepatan cahaya, semakin sedikit waktu yang dibutuhkan untuk perjalanan ruang angkasa.
Berapa tahun cahaya ke Mars
Cara mengatasi jarak yang sangat jauh dan kami telah lama mengetahui contoh-contoh praktis.
Berapa lama waktu yang dibutuhkan astronot Bumi untuk terbang ke planet merah adalah persamaan dengan nilai variabel, karena planet kita dan Mars selalu bergerak. Setiap planet berada dalam orbitnya sendiri-sendiri mengelilingi matahari. Planet-planet dapat saling mendekati atau berada di sisi berlawanan dari bintang pada jarak maksimum.
Tentu saja, solusi paling ekonomis bagi penduduk bumi adalah terbang ke Mars ketika planet-planet berada pada jarak minimum.
Jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun adalah 9460,73 miliar kilometer. Jarak minimum yang mungkin antara Bumi dan Mars adalah 54,55 juta km.
0,0000057 tahun cahaya dari Bumi ke Mars Dengan data tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa jarak minimum antara dua planet adalah 181 detik cahaya, atau 3 menit cahaya. Dengan kata lain, ada 0,00000570776255707763 tahun cahaya antara Mars dan Bumi.
Berapa banyak cahaya yang terbang ke Mars
Meskipun fisik tidak dapat diakses, adalah mungkin untuk secara akurat menghitung berapa lama, rata-rata, dibutuhkan cahaya bintang dari Matahari ke Mars.
Penerbangan ke Mars dari bintang pusat tata surya dapat dicapai dengan foton - partikel cahaya - tanpa memperhitungkan hambatan dan gangguan dalam 12,01 menit. Perhitungan diperoleh dari kecepatan konstan cahaya dalam ruang hampa - 300 ribu kilometer per detik - dan jarak rata-rata planet merah dari bintang, sama dengan 228 juta km.
228.000 ribu km / 300 ribu km / s = 760 s = 12 menit 1 detik - waktu yang diperlukan untuk terbang dari Matahari ke Mars atau kembali dengan kecepatan cahaya. Jarak ketika Mars berada di aphelion, cahaya akan menempuh 13,01 menit, di perihelion dalam 11 menit.
Berapa banyak waktu untuk terbang ke Mars dengan kecepatan cahaya
Waktu penerbangan hipotetis ke Mars mudah dihitung berdasarkan pengetahuan di atas. Ada jalur penerbangan yang dihitung secara tepat, kemampuan, dan jarak minimum dari Bumi ke Mars. Ini lebih dari 54 juta km, yang merupakan 3 menit untuk fluks cahaya. Hanya jika Anda bergerak dengan kecepatan cahaya, Anda harus terbang ke Mars bukan selama berbulan-bulan, tetapi hampir seketika. Tiga menit antara Mars dan Bumi dengan kecepatan cahaya sulit dibandingkan dengan transportasi darat mana pun.
Planet merah akan berada dalam jangkauan jika manusia maju untuk terbang dengan kecepatan cahaya. Dengan laju perkembangan ilmiah saat ini, penemuan moda transportasi futuristik baru hanyalah masalah waktu.
Bola api ini terlalu terang untuk dilihat dengan mata telanjang. Tetapi jika Anda melihat lebih dalam ke dalamnya, Anda dapat melihat sifat sebenarnya dari Matahari. Bola gas panas raksasa ini adalah objek terbesar di tata surya. Matahari menghasilkan panas dan cahaya. Ini adalah sumber energi bagi kehidupan di Bumi. Jauh di lubuk hati matahari terus-menerus terjadi reaksi nuklir. Bintang kita berbahaya, tapi kita tidak bisa hidup tanpanya. Tidak ada aspek kehidupan yang akan berlanjut tanpa Matahari.
Cahaya adalah salah satu komponen fundamental alam semesta kita, bagian fundamental dari segala sesuatu yang ada. Fenomena ini bukan hanya yang paling penting, tetapi juga yang tercepat di luar angkasa. Kecepatan cahaya mencapai 300.000 km/s. Karena jarak ke Matahari sekitar 150 juta km, maka cahaya mencapai bumi dalam waktu sekitar 8 menit. Tapi 8 menit ini hanyalah lemparan terakhir dalam perjalanannya. Ini akan memakan waktu sekitar satu juta tahun sebelum cahaya meninggalkan lingkungan keras bagian dalam Matahari. Dan ini berarti bahwa cahaya yang dilihat orang di Bumi sekarang telah dihasilkan jauh sebelum peradaban manusia muncul.
Matahari memiliki beberapa lapisan gas berat setebal ratusan ribu kilometer. Dan di tengahnya terdapat nukleus yang melahirkan sinar matahari. Dan salah satu reaksi paling merusak di alam semesta melahirkannya - fusi nuklir (konversi hidrogen menjadi helium). Jika Anda menghubungkan dua atom hidrogen, reaksi akan terjadi dan Anda mendapatkan helium. Kedengarannya sederhana, tapi tidak. Faktanya, tidak mudah untuk menghubungkan dua atom, karena dua proton memiliki muatan positif yang sama dan karenanya saling tolak. Proton tidak suka saling berdekatan. Dibutuhkan banyak energi untuk menggabungkan mereka, dan ini sangat jarang terjadi. Ikatan proton menggunakan sejumlah besar panas dan tekanan yang dihasilkan gravitasi.
Matahari mengandung sekitar 99,8% materi di seluruh tata surya., dan semua massa ini menyatukan lapisan Matahari dengan bantuan gaya gravitasi yang kuat. Gravitasi membantu atom hidrogen bergabung dan inilah bagaimana fusi nuklir terjadi. Dalam reaktor nuklir ini, atom hidrogen bergabung dalam jumlah "tak terbatas" beberapa kali per detik. Beberapa tumbukan sangat hebat sehingga atom-atomnya melebur, melepaskan energi. Tapi yang mengejutkan, dia sangat lemah. Selama fusi, kurang dari 1% proton diubah menjadi energi, yang tidak cukup bahkan untuk mesin mobil. Dan hanya sintesis yang melahirkan energi ini. Kebanyakan proton bertabrakan tidak disintesis. Hal ini memungkinkan Matahari untuk hidup 10 miliar tahun lagi.
Jalur partikel terkecil dari cahaya - foton, dimulai di inti panas Matahari. Sebuah foton, lahir dalam bentuk sinar gamma, terbang keluar dari inti matahari dengan kecepatan cahaya. Jika tidak ada halangan baginya, dengan kecepatan seperti itu ia akan menembus permukaan Matahari dalam 2 detik. Matahari begitu padat sehingga dibutuhkan sinar 100.000 jika tidak jutaan tahun untuk menembus lapisan berbagai gasnya ke luar. Setelah meninggalkan inti matahari, foton yang baru lahir menembus lapisan tebal atom hidrogen. Ketebalan lapisan ini lebih dari 600 ribu km. Ini akan mengambil foton 100 tahun untuk mengatasinya. Setelah itu, terobosan dimulai melalui plasma surya, yang membentang sejauh 320 ribu km. Ini memiliki muatan listrik yang mencegah foton bergerak. Partikelnya menahan foton selama sepersekian detik, kemudian melepaskannya dan bertabrakan dengan partikel plasma lainnya. Semua proses ini berlangsung selama ribuan bahkan jutaan tahun, hingga akhirnya foton pecah dan melanjutkan perjalanannya ke Bumi atau penjuru alam semesta lainnya.
Berapa lama waktu yang dibutuhkan sinar matahari untuk sampai ke bumi? Jelas, sinar matahari bergerak dengan kecepatan cahaya. Foton yang dipancarkan dari permukaan Matahari membutuhkan waktu untuk melakukan perjalanan melalui ruang hampa dan mencapai mata kita. Rata-rata, sinar matahari bergerak dari Matahari ke Bumi dalam waktu 8 menit 20 detik. Jika Matahari tiba-tiba menghilang dari alam semesta kita, maka Anda akan memiliki sedikit lebih dari 8 menit sebelum Anda menyadari ada sesuatu yang salah.
Bagaimana Anda mendapatkan 8 menit 20 detik itu? Kami berputar mengelilingi Matahari pada jarak sekitar 150 juta kilometer. Cahaya merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik. Membagi satu dengan yang lain, kita mendapatkan 500 detik, atau 8 menit dan 20 detik. Waktu yang dihasilkan adalah rata-rata saat Bumi bergerak dalam orbit elips mengelilingi Matahari. Jarak terpendek 147 juta kilometer dan terpanjang 152 juta kilometer. Pada titik terdekat, cahaya membutuhkan waktu 490 detik untuk mencapai Bumi, sedangkan pada titik terjauh, cahaya membutuhkan waktu 507 detik.
Hal-hal menjadi jauh lebih menarik ketika kita mempertimbangkan perjalanan foton di dalam Matahari. Anda mungkin tahu bahwa foton dihasilkan sebagai hasil reaksi termonuklir di dalam inti Matahari. Foton ini dipancarkan dan diserap di zona radiasi bintang berkali-kali sebelum akhirnya mencapai permukaan. Pada akhirnya, foton yang mengenai mata Anda sebenarnya dibuat puluhan ribu tahun yang lalu. Jadi perjalanan ke Bumi, yang memakan waktu lebih dari 8 menit, hanya sesaat dalam kehidupan sebuah foton.
Dari semua ini, menjadi jelas bahwa melihat ke luar angkasa Anda sedang melihat ke masa lalu. Cahaya dari bintang terdekat kita, Alpha Centauri, membutuhkan waktu sekitar 4 tahun untuk mencapai kita, jadi ketika kita melihat bintang ini, kita benar-benar melihat seperti apa bentuknya 4 tahun yang lalu. Tapi ada galaksi yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari kita. Jika tiba-tiba di salah satu galaksi ini ada peradaban dengan teknologi yang sangat maju, maka mereka bahkan dapat mengamati dinosaurus yang berkeliaran di permukaan planet kita.
Kami menerima Matahari begitu saja, tetapi bagaimana ia bersinar? Apa yang terjadi di dalamnya? Seperti yang mungkin Anda ketahui, Matahari adalah bola hidrogen dan helium yang sangat besar.
Di permukaan, suhunya sekitar 6.000 Kelvin, tetapi saat Anda menyelam ke arah inti, suhu dan tekanannya meningkat. Pada saat Anda mencapai inti, suhu akan menjadi sekitar 15 juta Kelvin.
Pada suhu dan tekanan seperti itu, reaksi fusi dimulai.
Di dalam inti, empat atom hidrogen bergabung untuk membentuk inti helium. Proses ini terjadi berkali-kali, setiap detik.
Lebih dari 600 juta ton hidrogen diubah menjadi helium setiap detik. Matahari mengubah massa hidrogen yang setara dengan massa Bumi setiap 70.000 tahun. Sejauh yang Anda ketahui, waktu dari termasyhur ke Bumi, pancaran cahaya mencapai 8 menit, tetapi radiasi dalam bentuk jilatan api matahari mencapai Bumi dalam waktu yang lebih lama.
Jalur cahaya dari inti
Sebagai hasil dari reaksi fusi, sejumlah besar energi dilepaskan dalam bentuk foton. Foton ini dipancarkan dan diserap oleh molekul gas. Selama masa hidup foton, proses ini terjadi jutaan kali.
Anehnya, dibutuhkan sebuah foton 200.000 tahun untuk keluar dari pusat untuk mencapai permukaan.
Cahaya membutuhkan ratusan ribu tahun untuk melakukan perjalanan dari inti ke permukaan. Seberkas sinar dari Matahari ke Bumi mencapai hanya dalam 8 menit.
dikutip1 > > > Berapa lama sinar matahari sampai ke Bumi?
kecepatan cahaya- berapa lama perjalanan sinar matahari dari Matahari ke Bumi: deskripsi orbit Bumi di foto, jarak dan tempat planet ketiga di tata surya.
Tampaknya aneh, karena semua orang berpikir bahwa Matahari hanya bersinar dan semuanya terjadi seolah-olah secara instan. Sinar matahari bergerak ke arah kita dengan kecepatan cahaya dan bergerak dalam lingkungan vakum. Singkatnya, seluruh perjalanan memakan waktu 8 menit dan 20 detik. Ya, ironisnya jika bintang kita tiba-tiba menghilang di suatu tempat, maka ia akan mencapai kita hanya setelah 8 menit.
Memahami kecepatan cahaya penting dalam astronomi, jadi mari kita beralih ke matematika. Jarak dari Bumi ke Matahari adalah 150 juta km, dan kecepatan cahaya adalah 300.000 km/s. Kami membagi dan mendapatkan waktu yang ditentukan. Tapi ini rata-rata.
Mari kita ingat juga bahwa planet kita berputar dalam jalur orbit elips dan jaraknya berubah 147-152 juta km. Kemudian, pada pendekatan maksimum, kecepatannya akan menjadi 490 detik, dan pada jarak - 507 detik. Tetapi lebih jauh bahkan lebih menarik.
Fusi terjadi di dalam inti matahari, yang mengarah pada pembentukan foton. Semuanya dimulai dalam bentuk sinar gamma, yang diserap berkali-kali oleh bintang, berjalan di dalamnya, dan baru kemudian menembus ke permukaan. Tetapi hal yang paling menakjubkan adalah bahwa cahaya sebenarnya yang mencapai Anda diciptakan puluhan ribu tahun yang lalu! Dia berhasil melarikan diri dan dalam 8 menit akhirnya sampai ke Anda.
Ya, ketika Anda melihat ke luar angkasa, Anda benar-benar melihat jejak masa lalu di mana-mana. Cahaya bulan yang dipantulkan bergerak ke arah kami sejenak. Tapi Alpha Centauri membutuhkan waktu lebih dari 4 tahun. Sekarang pikirkan tentang bintang-bintang di galaksi lain yang membutuhkan jutaan tahun hanya untuk melihat cahaya indah mereka.
Mari kita lihat dari sisi lain. Jika ada alien cerdas yang sekarang mempertimbangkan planet kita, maka mereka hanya akan melihat dinosaurus. Inilah sebabnya mengapa kecepatan cahaya penting bagi para ilmuwan dan ahli kosmologi.