Veel mensen begrijpen verkeerd wat een "lichtjaar" is. Hoewel het klinkt als een maat voor de tijd, omdat het jaar is, is het eigenlijk een afstand. In zekere zin is het een afstand uitgedrukt in termen van de snelheid van het licht, dus je kunt ook andere maatregelen nemen zoals een licht-dag of zelfs een licht-seconde. Dit is echter slechts een deel van het verhaal, omdat afstanden op een kosmische schaal worden gecompliceerd door de uitbreiding van het weefsel van ruimte-tijd. Het berekenen van een lichtjaar is eenvoudig, vermenigvuldig eenvoudig de snelheid van het licht met het aantal seconden in een jaar, maar het berekenen van kosmologische afstanden is niet zo eenvoudig. De roodverschuiving van het object is het gemakkelijkst om objectief te definiëren, maar er zijn ook andere concepten zoals de rijafstand die nuttig kan zijn.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Zoek de afstand in termen van licht met behulp van de formule:

d

_{L = ct}

Waar c
de snelheid van het licht is, d
_{L is de afstand en t
de tijdsperiode. Voor een licht jaar:}

Lichtjaar = snelheid van het licht × aantal seconden per jaar

Kosmologische afstanden kunnen worden gevonden met behulp van een kosmologische calculator en de roodverschuiving van het object in kwestie. >

Berekenen van een lichtjaar of andere lichtafstand

Bereken een licht jaar met behulp van de eenvoudige formule:

Lichtjaar = snelheid van het licht × aantal seconden in een jaar

De lichtsnelheid krijgt meestal het symbool c
en als je het vermenigvuldigt met een willekeurige tijdsduur ( t
), krijg je die "afstand van licht" "( d
_{L) uit de berekening. Dus je zou kunnen schrijven:}

d

_{L = ct}

De snelheid van het licht is ongeveer 2.998 × 10 ^{8 meter per seconde, dus een lichtjaar is:}

Lichtjaar = 2.998 × 10 ^{8 m /s × 365,25 dagen /jaar × 24 uur /dag × 60 minuten /uur × 60 seconden /minuut}

= 9,46 × 10 ^{15 m}

Die berekening gebruikte 365,25 dagen per jaar om rekening te houden met schrikkeljaren. Evenzo is een daglicht:

Lichtendag = 2.998 × 10 ^{8 m /s × 24 uur /dag × 60 minuten /uur × 60 seconden /minuut}

= 2.59 × 10 ^{13 m}

Kosmologische afstanden en roodverschuiving

Afstanden op een kosmologische schaal zijn gecompliceerd omdat het hele weefsel van ruimte-tijd voortdurend uitbreidt. Dus als bijvoorbeeld een lichtsignaal van een verre melkweg naar ons toe komt, beweegt het met de snelheid van het licht en duurt waarschijnlijk honderden miljoenen jaren om de reis te voltooien. In die tijd is de ruimte zelf uitgebreid, en dus is de afstand nog groter dan aan het begin van de reis. Dit maakt het heel moeilijk om te definiëren wat het echt betekent
om te zeggen dat iets een bepaalde afstand door de ruimte heeft afgelegd. De "rijzende" afstand wordt groter samen met de ruimte, dus het is goed voor dit probleem, maar het is nog steeds niet geschikt voor alle doeleinden.

De meest objectieve maatstaf voor afstand in de ruimte is de "roodverschuiving". hoeveel de lichtgolf heeft "uitgerekt" (het dichter bij het rode einde van het spectrum verplaatsen) vanwege de uitbreiding van de ruimte tijdens zijn reis. Als het verder reist, heeft het de golflengte van het licht meer verplaatst.

Roodverschuiving ( z
) is gedefinieerd als:

z

= ( λ
_{obs - λ
rest) / λ
rust}

Waar λ
is het symbool voor de golflengte en de subsymbolen 'obs' en 'rest' betekenen de golflengte die u waarneemt en de golflengte in het referentiekader waarin ze werden uitgezonden. Je kunt de golflengte vinden toen deze werd uitgezonden op basis van standaardwaarden verkregen in een lab, omdat verschillende stoffen licht absorberen en uitzenden in specifieke delen van het spectrum.

De kosmologische afstand vinden

Kosmologische afstanden vinden is behoorlijk uitdagend. Hoewel u het kunt berekenen, is de beste benadering om een ​​kosmologische rekenmachine te gebruiken met enkele standaardparameters die al zijn ingevoerd. Voer de roodverschuiving in van het object waar u de afstand tot wilt vinden, gebruikmakend van de parameters die door de calculator worden gesuggereerd, en het zal vele afstandsmaatregelen teruggeven, inclusief de volgafstand en de reistijd van het licht. Je kunt de reistijd van het licht vermenigvuldigen (omgezet in seconden, zoals in het eerste gedeelte) met de snelheid van het licht om de afstand te vinden die het licht zelf aflegde.