Contenuto
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Come calcolare un anno di luce o altra distanza di luce
- Distanze cosmologiche e Redshift
- Trovare la distanza cosmologica
Molte persone fraintendono che cosa sia un "anno luce". Anche se suona come una misura del tempo, perché include l'anno, in realtà è una distanza. In un certo senso, è una distanza espressa in termini di velocità della luce, quindi puoi anche avere altre misure come un giorno di luce o anche un secondo di luce. Tuttavia, questa è solo una parte della storia, perché le distanze su scala cosmica sono complicate dall'espansione del tessuto dello spazio-tempo. Calcolare un anno luce è facile, basta moltiplicare la velocità della luce per il numero di secondi in un anno, ma calcolare le distanze cosmologiche non è così facile. Il redshift dell'oggetto è la cosa più semplice da definire oggettivamente, ma ci sono anche altri concetti come la distanza che si avvicina che può essere utile.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Trova la distanza in termini di luce usando la formula:
dL = ct
Dove c è la velocità della luce, dL è la distanza e t è il periodo di tempo. Per un anno luce:
Anno luce = velocità della luce × numero di secondi in un anno
Le distanze cosmologiche possono essere trovate usando un calcolatore cosmologico e lo spostamento verso il rosso dell'oggetto in questione.
Come calcolare un anno di luce o altra distanza di luce
Calcola un anno luce usando la formula semplice:
Anno luce = velocità della luce × numero di secondi in un anno
Alla velocità della luce viene solitamente assegnato il simbolo ce se lo moltiplichi per un certo periodo di tempo (t), otterrai quella "distanza di luce" (dL) fuori dal calcolo. Quindi potresti scrivere:
dL = ct
La velocità della luce è di circa 2.998 × 108 metri al secondo, quindi un anno luce è:
Anno luce = 2.998 × 108 m / s × 365,25 giorni / anno × 24 ore / giorno × 60 minuti / ora × 60 secondi / minuto
= 9.46 × 1015 m
Tale calcolo utilizzava 365,25 giorni all'anno per tenere conto degli anni bisestili. Allo stesso modo, un giorno di luce è:
Giorno leggero = 2.998 × 108 m / s × 24 ore / giorno × 60 minuti / ora × 60 secondi / minuto
= 2.59 × 1013 m
Distanze cosmologiche e Redshift
Le distanze su scala cosmologica sono complicate perché l'intero tessuto dello spazio-tempo è in continua espansione. Quindi, per esempio, se un segnale luminoso proveniente da una galassia lontana viene verso di noi, si muove alla velocità della luce e probabilmente impiegherà centinaia di milioni di anni per completare il viaggio. Durante quel periodo, lo spazio stesso si è espanso, e quindi la distanza è ancora più lontana di quanto sarebbe stata all'inizio del viaggio. Questo rende davvero difficile definire ciò che realmente si intende dire che qualcosa ha percorso una certa distanza attraverso lo spazio. La distanza "comovente" si espande insieme allo spazio, quindi tiene conto di questo problema, ma non è ancora giusto per tutti gli scopi.
La misura più oggettiva della distanza nello spazio è il "redshift". Misura la misura in cui l'onda luminosa si è "allungata" (avvicinandola all'estremità rossa dello spettro) a causa dell'espansione dello spazio durante il suo viaggio. Se viaggia più lontano, avrà spostato di più la lunghezza d'onda della luce.
Redshift (z) è definito come:
z = (λobs – λriposo) / λriposo
Dove λ è il simbolo della lunghezza d'onda e gli indici "obs" e "rest" indicano rispettivamente la lunghezza d'onda che osservi e la lunghezza d'onda nel frame di riferimento in cui è stata emessa. È possibile trovare la lunghezza d'onda quando è stata emessa in base ai valori standard ottenuti in un laboratorio perché sostanze diverse assorbono ed emettono luce in parti specifiche dello spettro.
Trovare la distanza cosmologica
Trovare distanze cosmologiche è piuttosto impegnativo. Sebbene sia possibile calcolarlo, l'approccio migliore è utilizzare un calcolatore cosmologico con alcuni parametri standard già inseriti. Inserisci il redshift dell'oggetto a cui vuoi trovare la distanza, usando i parametri suggeriti dalla calcolatrice, e restituirà molte misure di distanza, tra cui la distanza di spostamento e il tempo di percorrenza della luce. Puoi moltiplicare il tempo di viaggio della luce (convertito in secondi, come nella prima sezione) per la velocità della luce per trovare la distanza percorsa dalla luce stessa.