Svemir je izuzetno veliko mjesto. Kako su astronomi stoljećima gledali dalje u svemir i dublje u prošlost, shvatili su koliko mali i beznačajni izgledaju naš planet i naše vrste u usporedbi. U isto vrijeme, tekuća ispitivanja elektromagnetizma i udaljenih zvijezda navela su znanstvenike da zaključe koja je brzina svjetlosti - i da je to najbrža brzina koja se može dobiti.
Kao takvi, astronomi su uzeli za upotrebu svjetlost na daljinu koja putuje u roku od jedne godine (aka. Svjetlosna godina) za mjerenje udaljenosti na međuzvjezdanoj i intergalaktičkoj skali. Ali koliko daleko putuje svjetlost u godinu dana? U osnovi se kreće brzinom od 299.792.458 metara u sekundi (1080 milijuna km / sat; 671 milijuna mph), što godišnje postigne oko 9.460,5 milijardi km (5.878,5 milijardi milja).
Brzina svjetlosti:
Izračun brzine svjetlosti bio je znanstvenik zaokupljena dugi niz stoljeća. I prije 17. stoljeća postojala su neslaganja oko toga je li brzina svjetlosti konačna ili se trenutna premješta s jednog mjesta na drugo. Danski astronom Ole Romer 1676. godine utvrdio je argument kada su njegova opažanja o prividnom kretanju Jupiterovog mjeseca Io otkrila da je brzina svjetlosti konačna.
Iz njegovih je opažanja poznati nizozemski astronom Christiaan Huygens izračunao brzinu svjetlosti na 220 000 km / s (136,701 mi / s). Tijekom dva stoljeća gnijezda se brzina svjetlosti usavršavala sve dalje i više, dobivajući procjene u rasponu od oko 299.000 do 315.000 km / s (185.790 do 195.732 mi / s).
Slijedio je James Clerk Maxwell, koji je 1865. godine predložio da svjetlost bude elektromagnetski val. U svojoj teoriji elektromagnetizma, brzina svjetlosti bila je prikazana kao c. A onda je 1905. Albert Einstein predložio svoju teoriju Specijalne relativnosti koja je pretpostavila da brzina svjetlosti (c) bila je konstantna, bez obzira na inercijski referentni okvir promatrača ili gibanje izvora svjetlosti.
Do 1975., nakon stoljeća rafiniranih mjerenja, brzina svjetlosti u vakuumu izračunata je na 299,792,458 metara u sekundi. Istraživanja koja su u toku otkrila su i da svjetlost putuje različitim valnim duljinama, a sastoji se od subatomskih čestica poznatih kao fotoni, koji nemaju masu i ponašaju se kao čestice i valovi.
Svjetlosna godina:
Kao što je već napomenuto, brzina svjetlosti (izražena u metrima u sekundi) znači da svjetlost u jednoj godini prijeđe udaljenost od 9.460.528.000.000 km (ili 5.878.499.817.000 milja). Ta udaljenost poznata je kao "svjetlosna godina", a koristi se za mjerenje objekata u Svemiru koji su na znatnoj udaljenosti od nas.
Na primjer, najbliža zvijezda Zemlji (Proxima Centauri) udaljena je otprilike 4,22 svjetlosne godine. Središte galaksije Mliječni put udaljeno je 26 000 svjetlosnih godina, dok je najbliža velika galaksija (Andromeda) udaljena 2,5 milijuna svjetlosnih godina. Do danas je kandidat za najudaljeniju Zemlju galaksija MACS0647-JD, koja se nalazi otprilike 13,3 milijarde svjetlosnih godina.
A Kozmička mikrovalna pozadina, relikvijsko zračenje za koje se vjeruje da je ostalo od Velikog praska, nalazi se udaljeno oko 13,8 milijardi svjetlosnih godina. Otkriće ovog zračenja nije samo podstaklo teoriju Velikog praska, već je astronomima omogućilo i preciznu procjenu starosti svemira. To otvara još jednu važnu točku o mjerenju kozmičkih udaljenosti u svjetlosnim godinama, a to je činjenica da su prostor i vrijeme isprepleteni.
Kad vidimo svjetlost koja dolazi iz udaljenog objekta, zapravo se vraćamo u vrijeme. Kad vidimo svjetlost neke zvijezde udaljene 400 svjetlosnih godina, zapravo vidimo svjetlost koja je emitirana iz zvijezde prije 400 godina. Dakle, zvijezdu vidimo onakvu kakva je izgledala prije 400 godina, a ne onakvu kakva se danas čini. Kao rezultat, gledajući predmete milijarde svjetlosnih godina od Zemlje treba vidjeti milijarde svjetlosnih godina unatrag.
Da, svjetlost putuje izuzetno velikom brzinom. Ali s obzirom na čistu veličinu i razmjere Svemira, još uvijek može proći milijarde godina od određenih točaka u Svemiru da nas dosegnu ovdje, na Zemlji. Otuda je, zašto je znanje koliko dugo treba svjetla za putovanje jedne godine toliko korisno znanstvenicima. Ne samo što nam omogućava da shvatimo razmjere svemira, već nam omogućava i crtanje procesa kozmičke evolucije.
Ovdje smo pisali mnoge članke o brzini svjetlosti u časopisu Space Magazine. Evo koliko je svjetlosna godina ?, kolika je brzina svjetlosti ?, koliko je stvari u svjetlosnoj godini ?, kako svjetlost putuje ?, i koliko daleko možete vidjeti u svemiru?
Želite više informacija o svjetlosnim godinama? Evo članka o svjetlosnim godinama za HowStuffWorks, a evo odgovora tvrtke PhysLink.
Također smo snimili epizodu Astronomy Cast-a na ovu temu. Slušajte ovdje, epizoda 10: Mjerenje udaljenosti u svemiru.
izvori:
- NASA - Kolika je brzina svjetlosti?
- NASA: Starchild - što je svjetlosna godina i kako se mjeri?
- Wikipedia - brzina svjetlosti
- UCR - Kako se mjeri brzina svjetlosti?
