Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Bagaimana Mengira Tahun Cahaya atau Jarak Cahaya yang lain
- Jarak Kosmologi dan Redshift
- Mencari Jarak Kosmologi
Ramai orang tidak faham apa yang "tahun cahaya" adalah. Walaupun ia kelihatan seperti ukuran waktu, kerana ia termasuk tahun, itu sebenarnya jarak. Dalam erti kata, ia adalah jarak yang dinyatakan dari segi kelajuan cahaya, jadi anda juga boleh mempunyai langkah-langkah lain seperti cahaya hari atau bahkan cahaya kedua. Walau bagaimanapun, ini hanya sebahagian daripada cerita, kerana jarak pada skala kosmik rumit oleh pengembangan kain ruang masa. Mengira tahun cahaya adalah mudah, hanya kalikan kelajuan cahaya dengan bilangan saat dalam setahun, tetapi mengira jarak kosmologi tidak begitu mudah. Redshift objek adalah perkara paling mudah untuk menentukan secara objektif, tetapi ada konsep lain seperti jarak comoving yang dapat berguna juga.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Cari jarak dari segi cahaya menggunakan formula:
dL = ct
Di mana c adalah kelajuan cahaya, dL adalah jarak, dan t adalah tempoh masa. Untuk tahun cahaya:
Tahun cahaya = kelajuan cahaya × bilangan saat dalam setahun
Jarak kosmologi boleh didapati dengan menggunakan kalkulator kosmologi dan pergeseran semula objek yang dipersoalkan.
Bagaimana Mengira Tahun Cahaya atau Jarak Cahaya yang lain
Hitung tahun cahaya menggunakan formula mudah:
Tahun cahaya = kelajuan cahaya × bilangan saat dalam setahun
Kelajuan cahaya biasanya diberi simbol c, dan jika anda membiaknya dengan apa jua masa (t), anda akan mendapat "jarak cahaya" (dL) daripada pengiraan. Jadi anda boleh menulis:
dL = ct
Kelajuan cahaya adalah kira-kira 2.998 × 108 meter sesaat, jadi tahun cahaya ialah:
Tahun cahaya = 2.998 × 108 m / s × 365.25 hari / tahun × 24 jam / hari × 60 minit / jam × 60 saat / minit
= 9.46 × 1015 m
Pengiraan itu digunakan 365.25 hari setahun untuk mengambil kira tahun lompat. Begitu juga, hari cahaya adalah:
Hari cahaya = 2.998 × 108 m / s × 24 jam / hari × 60 minit / jam × 60 saat / minit
= 2.59 × 1013 m
Jarak Kosmologi dan Redshift
Jarak di atas skala kosmologi adalah rumit kerana keseluruhan bahan ruang masa sentiasa berkembang. Jadi, sebagai contoh, jika isyarat cahaya dari galaksi jauh datang ke arah kami, ia bergerak pada kelajuan cahaya dan mungkin memerlukan beratus-ratus juta tahun untuk menyelesaikan perjalanan. Pada masa itu, ruang itu sendiri telah berkembang, dan jarak jauh lebih jauh daripada yang akan berlaku pada permulaan perjalanan. Ini menjadikannya sangat sukar untuk menentukan apa sebenarnya bermakna untuk mengatakan sesuatu telah mengembara jarak tertentu melalui ruang angkasa. Jarak "comoving" mengembang bersama ruang, jadi ia menyumbang masalah ini, tetapi ia masih tidak sesuai untuk semua tujuan.
Ukuran jarak yang paling objektif dalam ruang ialah "pergeseran merah." Ini mengukur sejauh mana gelombang cahaya "menghulurkan" (menggerakkannya lebih dekat ke ujung merah spektrum) kerana pengembangan ruang semasa perjalanannya. Jika ia bergerak lebih jauh, ia akan memindahkan panjang gelombang cahaya lebih.
Redshift (z) ditakrifkan sebagai:
z = (λobs – λberehat) / λberehat
Di mana λ adalah simbol bagi panjang gelombang dan "obs" dan "rehat" subskrip bermaksud panjang gelombang yang anda perhatikan, dan panjang gelombang dalam rangka rujukan di mana ia dipancarkan, masing-masing. Anda boleh mencari panjang gelombang apabila ia dipancarkan berdasarkan nilai standard yang diperolehi dalam makmal kerana bahan yang berbeza menyerap dan memancarkan cahaya di bahagian tertentu spektrum.
Mencari Jarak Kosmologi
Mencari jarak kosmologi agak mencabar. Walaupun anda boleh mengiranya, pendekatan terbaik adalah menggunakan kalkulator kosmologi dengan beberapa parameter piawai yang sudah dimasukkan. Masukkan peralihan semula objek yang anda mahu mencari jarak dengan, menggunakan parameter yang dicadangkan oleh kalkulator, dan ia akan mengembalikan banyak langkah jarak, termasuk jarak comoving dan masa perjalanan cahaya. Anda boleh menggandakan masa perjalanan cahaya (diubah menjadi beberapa saat, seperti dalam bahagian pertama) dengan kelajuan cahaya untuk mencari jarak yang dijalani oleh cahaya itu sendiri.