Vesmír je nesmírně velké místo. Když se astronomové v průběhu staletí dívali dál do vesmíru a hlouběji do minulosti, pochopili, jak malá a nevýznamná se naše planeta a náš druh zdají porovnáním. Současné vyšetřování elektromagnetismu a vzdálených hvězd vedlo vědce k závěru, jaká je rychlost světla - a že je to nejrychlejší dosažitelná rychlost.
Astronomové se proto rozhodli měřit vzdálenosti na mezihvězdném a mezigalaktickém měřítku pomocí dálkového světla. Ale jak daleko za rok cestuje světlo? V podstatě se pohybuje rychlostí 299 792 458 metrů za sekundu (1080 miliónů km / h; 671 miliónů mil / h), což se odhaduje na přibližně 9 460,5 miliardy km (5 878,5 miliard mil) za rok.
Rychlost světla:
Vypočítávání rychlosti světla bylo pro vědce po staletí starostí. A před 17. stoletím se neshodovalo, zda byla rychlost světla konečná, nebo zda se pohybovala z jednoho místa na další okamžitě. V roce 1676 dánský astronom Ole Romer vyřešil argument, když jeho pozorování zjevného pohybu Jupiterova měsíce Io odhalilo, že rychlost světla byla konečná.
Z jeho pozorování vypočítal známý holandský astronom Christiaan Huygens rychlost světla na 220 000 km / s (136 701 mi / s). V průběhu hnízda dvě století byla rychlost světla dále a dále vylepšována, což vedlo k odhadům, které se pohybovaly od asi 299 000 do 315 000 km / s (185 790 až 195 732 mil / s).
Následoval jej James Clerk Maxwell, který v roce 1865 navrhl, aby světlo bylo elektromagnetickou vlnou. V jeho teorii elektromagnetismu byla rychlost světla znázorněna jako C. A pak v roce 1905 Albert Einstein navrhl svou teorii speciální relativity, která předpokládala, že rychlost světla (C) byla konstantní, bez ohledu na inerciální referenční rámec pozorovatele nebo pohyb světelného zdroje.
V roce 1975 byla po staletí rafinovaných měření rychlost světla ve vakuu vypočtena na 299 792 458 metrů za sekundu. Průběžný výzkum také odhalil, že světlo cestuje na různých vlnových délkách a je tvořeno subatomovými částicemi známými jako fotony, které nemají žádnou hmotu a chovají se jako částice i vlny.
Světelný rok:
Jak již bylo uvedeno, rychlost světla (vyjádřená v metrech za sekundu) znamená, že světlo ujet vzdálenost 9 4660 528 000 000 km (nebo 5 878 499 817 000 mil) za jediný rok. Tato vzdálenost je známá jako „světelný rok“ a používá se k měření objektů ve vesmíru, které jsou od nás ve značné vzdálenosti.
Například nejbližší hvězda k Zemi (Proxima Centauri) je zhruba 4,22 světelných let. Centrum galaxie Mléčná dráha je vzdálené 26 000 světelných let, zatímco nejbližší velká galaxie (Andromeda) je vzdálena 2,5 milionu světelných let. K dnešnímu dni je kandidátem pro nejvzdálenější galaxii ze Země MACS0647-JD, která je vzdálená přibližně 13,3 miliardy světelných let.
A kosmické mikrovlnné pozadí, reliktivní záření, o kterém se věří, že je pozůstatkem velkého třesku, se nachází asi 13,8 miliard světelných let. Objev tohoto záření nejen posílil teorii Velkého třesku, ale také dal astronomům přesné hodnocení věku vesmíru. To přináší další důležitý bod o měření kosmických vzdáleností ve světelných letech, což je skutečnost, že prostor a čas jsou vzájemně propojeny.
Uvidíte, když vidíme světlo přicházející ze vzdáleného objektu, ve skutečnosti se ohlédneme zpět v čase. Když vidíme světlo z hvězdy vzdálené 400 světelných let, skutečně vidíme světlo, které bylo vyzařováno z hvězdy před 400 lety. Proto vidíme hvězdu, jak vypadala před 400 lety, ne, jak se zdá dnes. Výsledkem je, že při pohledu na objekty miliardy světelných let ze Země je vidět miliardy světelných let zpět v čase.
Ano, světlo cestuje extrémně vysokou rychlostí. Ale vzhledem k naprosté velikosti a měřítku vesmíru může stále trvat miliardy let, než se z určitých bodů ve vesmíru dostanou sem na Zemi. Proto je pro vědce užitečné vědět, jak dlouho trvá, než bude jeden rok světlo. Nejenže nám to umožňuje pochopit měřítko vesmíru, ale také nám umožňuje zmapovat proces kosmického vývoje.
Zde jsme v Space Magazine napsali mnoho článků o rychlosti světla. Tady je Jak daleko je Světelný rok ?, Jaká je rychlost světla ?, Kolik je Stuffů ve Světelném roce ?, Jak světlo cestuje? A Jak daleko můžete vidět ve vesmíru?
Chcete více informací o světelných letech? Zde je článek o světelných letech pro HowStuffWorks a zde je odpověď od PhysLink.
Na toto téma jsme také zaznamenali epizodu Astronomy Cast. Poslouchejte zde, Epizoda 10: Měření vzdálenosti ve vesmíru.
Zdroje:
- NASA - Jak rychle je rychlost světla?
- NASA: Starchild - Co je světelný rok a jak se měří?
- Wikipedia - Rychlost světla
- UCR - Jak se měří rychlost světla?
