Световой год: что это такое, и как представить себе масштабы космоса

Рассказываем, что такое световой год, и почему эта единица измерения не связана со временем.
Автор Наука Mail
Что это такое
Почему используют понятие
Расстояние от Земли до звезд и планет
Вопросы и ответы
Что это такое
Почему используют понятие
Расстояние от Земли до звезд и планет
Вопросы и ответы
Еще
Космос, расстояние в котором измеряется в световых годах
Световой год — это расстояние, которое свет проходит за один юлианский годИсточник: Unsplash

Световой год — ключевая единица, с помощью которой астрономы измеряют огромные расстояния во Вселенной. Она не связана со временем, а обозначает путь, который проходит луч света за один год. Благодаря этому измерению становится проще представить масштаб космоса и понять, насколько далеко от Земли находятся звезды и галактики.

Главное:

  • Световой год — это расстояние, которое свет проходит за один юлианский год, около 9,46 триллиона километров.

  • Скорость света — примерно 299 792 км/с.

  • Использование световых лет удобно, потому что позволяет выражать огромные расстояния в понятной и краткой форме. 

  • Ближайшая к Земле звезда — Проксима Центавра — находится на расстоянии около 4,24 светового года.

  • Свет от галактики Андромеды идет к нам 2,5 миллиона лет, а от Великой стены Слоуна — более миллиарда лет.

  • Внутри Солнечной системы расстояния слишком малы для измерения в световых годах: до Луны свет идет всего 1,3 секунды, до Солнца — чуть более 8 минут. Это 4 × 10⁻⁸ и 1,6 × 10⁻⁵ светового года соответственно.

Что такое световой год и чему он равен в километрах

Световой год — это единица длины, используемая в астрономии для измерения колоссальных расстояний между небесными объектами. Несмотря на слово «год» в названии, величина не связана с измерением времени. Она обозначает путь, который луч света проходит в вакууме за один юлианский год. 

Скорость света составляет примерно 299 792 км/с. Если умножить это значение на количество секунд в году, получится расстояние около 9,46 триллиона километров. Именно столько преодолевает свет за 365,25 суток юлианского календаря. Для сравнения: это примерно в 63 240 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.

Термин световой год появился в XIX веке. Его предложил немецкий астроном Фридрих Бессель, чтобы упростить представление о расстояниях до звезд. В 1838 году он рассчитал расстояние до 61 Лебедя, показав, что свету от этой звезды требуется около десяти лет, чтобы достичь Земли. 

В Международную систему единиц (СИ) световой год не входит, но в астрономии используется активно. 

До 1984 года световым годом считали расстояние, которое свет проходил за тропический год. То есть за отрезок времени, в течение которого Солнце завершает один полный цикл смены времен года, например, период между последовательными весенними равноденствиями. В 1984 систему поменяли, чтобы измерения были точнее.

Интересный факт: наблюдая объект на расстоянии в несколько световых лет, астрономы видят его таким, каким он был в прошлом на момент испускания света. Так, лучи, идущие от Солнца, достигают Земли примерно за восемь минут. Если звезда находится в четырех световых годах, то изображение, которое мы видим в телескоп, — это свет, испущенный ею четыре года назад.

Почему в астрономии используют световые года

Изображение галактики, в которой для определения расстояния используют световые года
Расстояния в космосе удобнее измерять в световых годах, чем в километрахИсточник: Milky_Way / Общественное достояние | ru.wikimedia.org

Астрономические объекты находятся на столь больших расстояниях друг от друга, что измерять их в километрах или милях непрактично. Даже ближайшие звезды находятся на расстоянии триллионов километров. Если использовать только единицы СИ, каждое число пришлось бы записывать с длинными цепочками нулей. Это неудобно и для расчетов, и для восприятия. 

Световой год позволяет выразить ту же величину проще и понятнее. Например, Проксима Центавра находится на расстоянии 38 000 000 000 000 000 километров. Или 4,24 светового года. Такая форма записи компактна. Представление о масштабе она дает не хуже, чем десятки квадриллионов километров.

Кроме удобства, у этой единицы есть еще одна особенность: она неразрывно связана со временем. Свет движется с постоянной скоростью — около 299 792 км/с. Зная, на каком расстоянии находится объект, можно понять, насколько давно был излучен свет, который видит человек. Это особенно важно при изучении далеких звезд и галактик. Например, свет от галактики Андромеды идет к нам 2,5 миллиона лет — значит, мы наблюдаем ее в том виде, в каком она была в далеком прошлом.

Расстояние в световых годах от Земли до ближайших звезд и планет

Планеты Солнечной системы находятся слишком близко, чтобы их расстояния измерялись в целых световых годах. Поэтому используются минуты и часы. 

А вот звезды за пределами Солнечной системы удалены уже на несколько световых лет. Такой контраст наглядно показывает масштабы космоса.

ОбъектРасстояние от Земли в световых годах
Луна4 × 10⁻⁸ св. года (≈ 1,3 с)
Солнце1,6 × 10⁻⁵ св. года (≈ 8 мин 20 с)
Плутон0,0006 св. года
Внутренний край облака Оорта1,6 св. года
Внешний край облака Оорта2,0 св. года
Проксима Центавра4,24 св. года
Млечный Путь26 000 св. лет
Галактика Андромеды2,5 × 10⁶ св. лет
Галактика Треугольника3,14 × 10⁶ св. лет
Скопление Девы5,8 × 10⁷ св. лет
Великий аттрактор1,5 × 10⁸ — 2,5 × 10⁸ св. лет
Великая стена Слоуна1,2 × 10⁹ св. лет

Вопросы и ответы

В разделе ответили на вопросы о световых годах.

Почему нельзя измерять расстояния в световых годах внутри Солнечной системы?

Внутри Солнечной системы расстояния слишком малы для световых лет. Даже до Плутона свет идет всего несколько часов, а до Луны — секунды. Если выражать эти величины в световых годах, получится ничтожно малое число, неудобное для восприятия и практических расчетов.

Что такое парсек и как он соотносится со световым годом?

Парсек — это единица расстояния, равная примерно 3,26 светового года. Она основана на параллаксе — видимом смещении положения ближайшей звезды на фоне более далеких объектов при наблюдении с противоположных точек земной орбиты. Расстояние в 1 парсек соответствует параллаксу в 1 угловую секунду. Чем больше параллакс, тем ближе звезда.

Сколько километров в световой минуте?

В одной световой минуте — 17 987 547,48 километров. В одном световом годе 535 960 световых минут.