כמה רחוק אור נוסע בשנה?

Send

היקום הוא מקום גדול במיוחד. כאשר האסטרונומים הסתכלו רחוק יותר בחלל במשך מאות שנים, ועמוק יותר אל העבר, הם הבינו עד כמה נראה כוכב הלכת שלנו והמין שלנו קטן ומשמעותי. במקביל, חקירות מתמשכות באלקטרומגנטיות וכוכבים רחוקים הובילו את המדענים להסיק מהי מהירות האור - וכי זו המהירות המהירה ביותר שניתן להשיג.

ככאלה, אסטרונומים הקפידו להשתמש במרחק האור שנע בתוך שנה אחת (המכונה גם שנת אור) כדי למדוד מרחקים בסולם הבין-מונטרי וה intergalactic. אבל עד כמה רחוק נוסע בשנה? בעיקרון, הוא נע במהירות של 299,792,458 מטר לשנייה (1080 מיליון קמ"ש; 671 מיליון קמ"ש), וזה מסתכם בכ- 9,460.5 מיליארד קמ"ש בשנה.

מהירות האור:

חישוב מהירות האור היה עיסוק של מדענים מזה מאות שנים. ולפני המאה ה -17, הייתה חילוקי דעות אם מהירות האור היא סופית, או אם היא עברה ממקום למקום באופן מיידי. בשנת 1676 יישב האסטרונום הדני אולה רומר את הוויכוח כאשר תצפיותיו על התנועה לכאורה של ירח יופיטר Io גילו כי מהירות האור הייתה סופית.

מתצפיותיו, חישב האסטרונום ההולנדי הידוע כריסטיאן הויגנס את מהירות האור בסכום של 220,000 קמ"ש. במהלך הקן במשך שתי מאות שנים, זוקק מהירות האור יותר ויותר, והניבה אומדנים שנעו בין 299,000 ל 315,000 km / s (185,790 עד 195,732 מייל / s).

אחריה הגיע ג'יימס קלקר מקסוול, שהציע בשנת 1865 כי האור הוא גל אלקטרומגנטי. בתיאוריה שלו על האלקטרומגנטיות, מהירות האור הוצגה כ ג. ואז בשנת 1905 הציע אלברט איינשטיין את תיאוריית היחסות המיוחדת שלו, אשר הניחה כי מהירות האור (ג) היה קבוע, ללא קשר למסגרת ההתייחסות האינרטיבית של הצופה או לתנועת מקור האור.

עד 1975, לאחר מאות שנים של מדידות מעודנות, חישב מהירות האור בוואקום על 299,792,458 מטר לשנייה. מחקר מתמשך גם חשף כי האור נע באורכי גל שונים ומורכב מחלקיקים תת-אטומיים המכונים פוטונים, שאין להם מסה ומתנהגים כחלקיקים וגם כגלים.

שנת אור:

כפי שכבר צוין, מהירות האור (המתבטאת במטר לשנייה) פירושה שאור נוסע מרחק של 9,460,528,000,000 ק"מ (או 5,878,499,817,000 מיילים) בשנה אחת. מרחק זה ידוע כ"שנת אור ", ומשמש למדידת עצמים ביקום שנמצאים במרחקים ניכרים מאיתנו.

לדוגמה, הכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ (Proxima Centauri) נמצא בערך 4.22 שנות אור. מרכז גלקסיית שביל החלב נמצא במרחק של 26,000 שנות אור ואילו הגלקסיה הגדולה הקרובה ביותר (אנדרומדה) נמצאת במרחק של 2.5 מיליון שנות אור. נכון להיום המועמד לגלקסיה הרחוקה ביותר מכדור הארץ הוא MACS0647-JD, שנמצאת במרחק של 13.3 מיליארד שנות אור משם.

והרקע למיקרוגל הקוסמי, קרינת השריד שלפי ההערכה שנשארה מהמפץ הגדול, נמצא במרחק של 13.8 מיליארד שנות אור משם. גילוי הקרינה הזו לא רק חיזק את תאוריית המפץ הגדול, אלא גם העניק לאסטרונומים הערכה מדויקת של גיל היקום. זה מעלה נקודה חשובה נוספת לגבי מדידת מרחקים קוסמיים בשנות אור, והיא העובדה שהחלל והזמן שזורים זה בזה.

אתה מבין, כשאנו רואים את האור שמגיע מחפץ מרוחק, אנו למעשה מסתכלים אחורה בזמן. כאשר אנו רואים את האור מכוכב שנמצא במרחק של 400 שנות אור משם, אנו למעשה רואים אור שנפלט מהכוכב לפני 400 שנה. מכאן שאנו רואים את הכוכב כפי שהוא נראה לפני 400 שנה, לא כפי שהוא נראה היום. כתוצאה מכך, התבוננות באובייקטים של מיליארדי שנות אור מכדור הארץ היא לראות מיליארדי שנות אור אחורה בזמן.

כן, האור נוסע במהירות מהירה במיוחד. אך בהתחשב בגודל היקף ובקנה המידה העצום של היקום, זה עדיין יכול לקחת מיליארדי שנים מנקודות מסוימות ביקום להגיע אלינו כאן על כדור הארץ. מכאן מדוע לדעת כמה זמן לוקח לאור לטייל בשנה אחת כל כך מועיל עבור המדענים. לא רק שהוא מאפשר להבין את גודל היקום, הוא גם מאפשר לנו לתאר את תהליך ההתפתחות הקוסמית.

כתבנו מאמרים רבים על מהירות האור כאן במגזין החלל. להלן כמה רחוק היא שנת אור?, מהי מהירות האור?, כמה דברים הם בשנה קלילה, איך אור נסע ?, וכמה רחוק אתה יכול לראות ביקום?

רוצה מידע נוסף על שנות אור? הנה מאמר על שנות אור עבור HowStuffWorks, והנה תשובה מאת PhysLink.

הקלטנו גם פרק של אסטרונומיה קאסט בנושא זה. האזינו כאן, פרק 10: מדידת מרחק ביקום.

מקורות: