ปีแสง
ปีแสง | |
---|---|
![]() | |
ข้อมูลทั่วไป | |
ระบบการวัด | astronomy units |
เป็นหน่วยของ | length |
สัญลักษณ์ | ly[2] |
การแปลงหน่วย | |
1 ly[2] ใน ... | ... มีค่าเท่ากับ ... |
metric (SI) units | |
imperial and US units |
|
astronomical units |
ปีแสง (ly หรือ lyr [3])เป็นหน่วยความยาวที่ใช้แสดงระยะทางในดาราศาสตร์และมีค่าเท่ากับ 9,460,730,472,580.8 กม (ฃึ่งเขียนในรูปแบบทางสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ คือ 9.4607304725808 × 10 12 กม.) ซึ่งเท่ากับประมาณ 5.88 ล้านล้านไมล์ ตามที่กำหนดโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ปีแสงคือระยะทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศ ใน 1 ปีจูเลียน (365.25 วัน) [2] เนื่องจากมีคำว่า "ปี" รวมอยู่ด้วย บางครั้งคำนี้จึงถูกตีความผิดว่าเป็นหน่วยของเวลา [4]
ปีแสงมักใช้ในการแสดงระยะทางไปยังดวงดาวต่าง ๆ และระยะทางอื่น ๆ ในระดับกาแล็กซีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบท ที่ไม่ใช่เชิงเฉพาะ และสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยม [4] หน่วยที่ใช้กันทั่วไปใน ดาราศาสตร์ ระดับมืออาชีพคือ พาร์เซก (สัญลักษณ์: pc ประมาณ 3.26 ปีแสง) [2]
คำจำกัดความ
[แก้]ตามที่กำหนดโดย สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ปีแสงคือผลคูณของ ปีจูเลียน และความเร็วแสง( 299792458 m/s ).[note 1] (ปีจูเลียนมี 365.25 วันซึ่งต่างกับปีเกรกอเรียน 365.2425 วันหรือปีทรอปิคัล 365.24219 วันซึ่งทั้งสองปีเป็นเพียงค่าประมาณ)ค่าทั้งสองนี้รวมอยู่ในระบบค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ของ IAU (1976) ซึ่งใช้มาตั้งแต่ปี 1984 และตัวอักษรย่อที่ IAU ใช้สำหรับปีแสงคือ"ly" [2] เป็นมาตรฐานสากล เช่น ISO 80000:2006 (ซึ่งปัจจุบันได้ถูกแทนที่แล้ว) ได้ใช้ "ly" [5] [6] และมีอักษรย่อตามพื้นที่อยู่บ่อยครั้ง เช่น "al" ในภาษาฝรั่งเศส สเปน และอิตาลี (จาก année-lumière, año luz และ anno luce ตามลำดับ) "Lj" ในภาษาเยอรมัน (จาก Lichtjahr ) เป็นต้น
1ปีแสง | =9 460 730 472 580 800 เมตร |
---|---|
มีค่าประมาณ 9.461 เพตะเมตร | |
มีค่าประมาณ 9,460,730,472,580.8 กิโลเมตร | |
มีค่าประมาณ 63 241.077 หน่วยดาราศาสตร์ | |
มีค่าประมาณ 0.306 601 พาร์เซค |
ก่อนปีพ.ศ. 2527 ปีสุริยคติ (ไม่ใช่ปีจูเลียน) และความเร็วแสงที่วัดได้ (ไม่ได้กำหนดไว้) ถูกรวมอยู่ในระบบค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (พ.ศ. 2507) ซึ่งใช้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2511 ถึง พ.ศ. 2526 [7] ผลจากการตรวจสอบของ J1900.0 ปีปฏิทินเขตร้อนเฉลี่ยของ Simon Newcomb 31556925.9747 วินาที และความเร็วแสงคือ 299792.5 km/s หรือ 9.460530×1015 m (ปัดเศษเป็นเจ็ด หลักที่มีนัยสำคัญ ในความเร็วแสง) ที่พบในแหล่งข้อมูลสมัยใหม่หลายแห่ง [8] [9] [10] อาจได้มาจากแหล่งข้อมูลเก่า เช่น งานอ้างอิง Astrophysical Quantities ปี 1973 ของ CW Allen [11] ซึ่งได้รับการปรับปรุงในปี 2000 รวมถึงค่า IAU (1976) ที่อ้างถึงข้างต้น (ตัดให้เหลือ 10 หลักที่มีนัยสำคัญ) [12]
ค่าความแม่นยำสูงค่าอื่น ๆ ไม่ได้มาจากระบบ IAU ที่เกี่ยวข้องกัน ค่า 9.460536207×1015 m ที่พบในแหล่งข้อมูลสมัยใหม่บางแห่ง [13] [14] คือผลคูณของปีเกรกอเรียนเฉลี่ย (365.2425 วัน หรือ 31556952 s ) และความเร็วแสงที่กำหนด ( 299792458 m/s ). ค่า 9.460528405×1015 m [15] คือผลคูณของปีเขตร้อนเฉลี่ย J1900.0 และความเร็วแสงที่กำหนด
ตัวย่อที่ใช้สำหรับปีแสงและทวีคูณของปีแสง ได้แก่:
- "ly" เท่ากับหนึ่งปีแสง [2]
- “kly” [16] หรือ “klyr” [17] แทนหนึ่งกิโลแสง (1,000 ปีแสง)
- "Mly" หมายถึงเมกะปีแสง (1,000,000 ปีแสง) [18]
- “Gly” [19] หรือ “Glyr” [20] สำหรับปีกิกะแสง (1,000,000,000 ปีแสง)
ประวัติ
[แก้]หน่วยปีแสงสร้างขึ้นไม่กี่ปีหลังจากการวัดระยะห่างไปยังดวงดาวอื่นนอกเหนือจากดวงอาทิตย์สำเร็จเป็นครั้งแรก โดย ฟรีดริช เบสเซล ในปีพ.ศ. 2381 ดาวดวงนั้นคือ 61 Cygni และเขาใช้กล้อง 160-มิลลิเมตร (6.2-นิ้ว) เฮลิโอเมตร ออกแบบโดย โจเซฟ ฟอน เฟราน์โฮเฟอร์ หน่วยวัดระยะทางที่ใหญ่ที่สุดในอวกาศในเวลานั้นคือ หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งเท่ากับรัศมีวงโคจรของโลกที่ 150 ล้าน กิโลเมตร (93 ล้าน ไมล์) ในแง่ดังกล่าว การคำนวณตรีโกณมิติโดยอาศัยพารัลแลกซ์ 61 Cygni ที่ 0.314 อาร์ควินาที แสดงให้เห็นว่าระยะห่างถึงดวงดาวคือ 660,000 หน่วยดาราศาสตร์ (9.9×1013 กิโลเมตร; 6.1×1013 ไมล์). เบสเซลเสริมว่าแสงใช้เวลา 10.3 ปีในการเดินทางระยะทางนี้ [21] เขาตระหนักว่าผู้อ่านจะเพลิดเพลินไปกับภาพทางจิตของเวลาการเคลื่อนผ่านโดยประมาณของแสง แต่เขาหลีกเลี่ยงการใช้ปีแสงเป็นหน่วยเพราะเขาต่อต้านการแสดงระยะทางเป็นปีแสงเพราะจะลดความแม่นยำของข้อมูลพารัลแลกซ์ของเขาเนื่องจากการคูณด้วยพารามิเตอร์ที่ไม่แน่นอนของความเร็วแสง
ความเร็วแสงยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดในปี พ.ศ. 2381 แต่การประมาณค่าของแสงมีการเปลี่ยนแปลงในปี พ.ศ. 2392 ( Fizeau ) และ พ.ศ. 2405 ( Foucault ) และมันยังไม่ได้รับการพิจารณาให้เป็นค่าคงที่พื้นฐานของธรรมชาติ และการแพร่กระจายของแสงผ่าน อีเธอร์ หรืออวกาศยังคงเป็นปริศนา
หน่วยปีแสงปรากฏในปี พ.ศ. 2394 ในบทความดาราศาสตร์ชื่อดังของเยอรมันโดย อ็อตโต อูเล [22] อูเล่อธิบายถึงความแปลกประหลาดของชื่อหน่วยระยะทางที่ลงท้ายด้วย "ปี" โดยเปรียบเทียบกับชั่วโมงการเดิน ( Wegstunde )
หนังสือดาราศาสตร์เยอรมันร่วมสมัยเล่มหนึ่งได้ตั้งข้อสังเกตว่าปีแสงเป็นชื่อที่แปลก [23] ในปีพ.ศ. 2411 วารสารภาษาอังกฤษได้ระบุปีแสงเป็นหน่วยที่ชาวเยอรมันใช้ [24] เอ็ดดิงตัน เรียกปีแสงว่าเป็นหน่วยที่ไม่สะดวกและไม่เกี่ยวข้อง ซึ่งบางครั้งได้หลุดจากการใช้งานทั่วไปไปสู่การสืบสวนทางเทคนิค [25]
แม้ว่านักดาราศาสตร์สมัยใหม่มักชอบใช้หน่วยพาร์เซกแต่ปีแสงยังเป็นที่นิยมใช้ในการวัดความกว้างใหญ่ของอวกาศระหว่างดวงดาวและระหว่างกาแล็กซี่อีกด้วย
การใช้คำศัพท์
[แก้]ระยะทางที่แสดงเป็นปีแสงรวมถึงระยะทางระหว่างดวงดาว ในพื้นที่ทั่วไปเดียวกันเช่นระยะทางที่อยู่ในแขนก้นหอยเดียวกันหรือ กระจุกดาวทรงกลมกาแล็กซีเองมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่พันปีจนถึงไม่กี่แสนปีแสง และอยู่ห่างจากกาแล็กซีและกระจุกกาแล็กซีเพื่อนบ้านเป็นระยะทางหลายล้านปีแสง ระยะทางไปยังวัตถุต่างๆ เช่น ควาซาร์ และ สโลนเกรตวอลซึ่งมีระยะทางหลายพันล้านปีแสง
สเกล (ปีแสง) | ค่าของสิ่งต่างๆ | สิ่งต่างๆ |
---|---|---|
10−9 | 4.04×10−8 ly | Reflected sunlight from the Moon's surface takes 1.2–1.3 seconds to travel the distance to the Earth's surface (travelling roughly 350000 to 400000 kilometres). |
10−6 | 1.58×10−5 ly | One astronomical unit (the distance from the Sun to the Earth). It takes approximately 499 seconds (8.32 minutes) for light to travel this distance.[26] |
1.27×10−4 ly | The <i id="mw3w">Huygens</i> probe lands on Titan off Saturn and transmits images from its surface, 1.2 billion kilometres from Earth. | |
5.04×10−4 ly | New Horizons encounters Pluto at a distance of 4.7 billion kilometres, and the communication takes 4 hours 25 minutes to reach Earth. | |
10−3 | 2.04×10−3 ly | The most distant space probe, Voyager 1, was about 18 light-hours (130 au,19.4 billion km, 12.1 billion mi) away from the Earth ข้อมูลเมื่อ October 2014[update].[27] It will take about 17500 years to reach one light-year at its current speed of about 17 km/s (38000 mph, 61 200 km/h) relative to the Sun. On 12 September 2013, NASA scientists announced that Voyager 1 had entered the interstellar medium of space on 25 August 2012, becoming the first manmade object to leave the Solar System.[28] |
2.28×10−3 ly | Voyager 1 as of October 2018, nearly 20 light-hours (144 au, 21.6 billion km, 13.4 billion mi) from the Earth. | |
100 | 1.6×100 ly | The Oort cloud is approximately two light-years in diameter. Its inner boundary is speculated to be at 50000 au ≈ 0.8 ly, with its outer edge at 100000 au ≈ 1.6 ly. |
2.0×100 ly | Approximate maximum distance at which an object can orbit the Sun (Hill sphere/Roche sphere, 125000 au). Beyond this is the deep ex-solar gravitational interstellar medium. | |
4.24×100 ly | The nearest known star (other than the Sun), Proxima Centauri, is about 4.24 light-years away.[29][30] | |
8.6×100 ly | Sirius, the brightest star of the night sky. Twice as massive and 25 times more luminous than the Sun, it outshines more luminous stars due to its relative proximity. | |
1.19×101 ly | Tau Ceti e, an extrasolar candidate for a habitable planet. 6.6 times as massive as the earth, it is in the middle of the habitable zone of star Tau Ceti.[31][32] | |
2.05×101 ly | Gliese 581, a red-dwarf star with several detectable exoplanets. | |
3.1×102 ly | Canopus, second in brightness in the terrestrial sky only to Sirius, a type A9 bright giant 10700 times more luminous than the Sun. | |
103 | 3×103 ly | A0620-00, the second-nearest known black hole, is about 3000 light-years away. |
2.6×104 ly | The centre of the Milky Way is about 26000 light-years away.[33][34] | |
1×105 ly | The Milky Way is about 100000 light-years across. | |
1.65×105 ly | R136a1, in the Large Magellanic Cloud, the most luminous star known at 8.7 million times the luminosity of the Sun, has an apparent magnitude 12.77, just brighter than 3C 273. | |
106 | 2.5×106 ly | The Andromeda Galaxy is approximately 2.5 million light-years away. |
3×106 ly | The Triangulum Galaxy (M33), at about 3 million light-years away, is the most distant object visible to the naked eye. | |
5.9×107 ly | The nearest large galaxy cluster, the Virgo Cluster, is about 59 million light-years away. | |
1.5×108 – 2.5×108 ly | The Great Attractor lies at a distance of somewhere between 150 and 250 million light-years (the latter being the most recent estimate). | |
109 | 1.2×109 ly | The Sloan Great Wall (not to be confused with Great Wall and Her–CrB GW) has been measured to be approximately one billion light-years distant. |
2.4×109 ly | 3C 273, optically the brightest quasar, of apparent magnitude 12.9, just dimmer than R136a1. 3C 273 is about 2.4 billion light-years away. | |
4.57×1010 ly | The comoving distance from the Earth to the edge of the visible universe is about 45.7 billion light-years in any direction; this is the comoving radius of the observable universe. This is larger than the age of the universe dictated by the cosmic background radiation; see here for why this is possible. |
หน่วยที่เกี่ยวข้อง
[แก้]ระยะทางระหว่างวัตถุต่างๆภายในระบบดาวมีแนวโน้มเป็นเพียงเศษส่วนเล็กๆของปีแสงและโดยปกติจะแสดงเป็น หน่วยดาราศาสตร์อย่างไรก็ตามหน่วยความยาวที่เล็กลงสามารถสร้างขึ้นได้อย่างมีประโยชน์เช่นเดียวกันโดยการคูณหน่วยเวลาด้วยความเร็วแสงตัวอย่างเช่นวินาทีแสงซึ่งมีประโยชน์ในทางดาราศาสตร์การโทรคมนาคมและฟิสิกส์เชิงสัมพันธภาพคือ 299792458 เมตรพอดีและหน่วยต่างๆเช่น นาทีแสง ชั่วโมงแสง และวันแสง มักใช้ในสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเดือนแสง ซึ่งเท่ากับประมาณหนึ่งในสิบสองของปีแสงยังใช้เป็นครั้งคราวสำหรับการวัดโดยประมาณอีกด้วย [35] [36] ท้องฟ้าจำลองเฮย์เดน ได้ระบุเดือนแสงอย่างแม่นยำว่าคือเวลาเดินทางของแสง 30 วัน [37]
แสงเดินทางได้ประมาณหนึ่งฟุตในเวลาหนึ่ง นาโนวินาที คำว่า "ฟุตแสง" บางครั้งใช้เป็นหน่วยวัดเวลาอย่างไม่เป็นทางการ [38]
ดูเพิ่มเติม
[แก้]- 1 เพตาเมตร (ตัวอย่างระยะทางประมาณหนึ่งปีแสง)
- โปรโตคอลไอน์สไตน์
- ความยาวของฮับเบิล
- อันดับของขนาด (ความยาว)
หมายเหตุ
[แก้]อ้างอิง
[แก้]- ↑ "The Universe within 12.5 Light Years – The Nearest stars". www.atlasoftheuniverse.com. สืบค้นเมื่อ 2 April 2022.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 International Astronomical Union, Measuring the Universe: The IAU and Astronomical Units, สืบค้นเมื่อ 10 November 2013
- ↑ Mutel et al 1981
- ↑ 4.0 4.1 Bruce McClure (31 July 2018). "How far is a light-year?". EarthSky. สืบค้นเมื่อ 15 October 2019.
- ↑ ISO 80000-3:2006 Quantities and Units – Space and Time
- ↑ IEEE/ASTM SI 10-2010, American National Standard for Metric Practice
- ↑ P. Kenneth Seidelmann, บ.ก. (1992), Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, Mill Valley, California: University Science Books, p. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
- ↑ Basic Constants, Sierra College
- ↑ Marc Sauvage, Table of astronomical constants, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 11 December 2008
- ↑ Robert A. Braeunig, Basic Constants
- ↑ C. W. Allen (1973), Astrophysical Quantities (third ed.), London: Athlone, p. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
- ↑ Arthur N. Cox, บ.ก. (2000), Allen's Astrophysical Quantities (fourth ed.), New York: Springer-Valeg, p. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
- ↑ Nick Strobel, Astronomical Constants
- ↑ KEKB, Astronomical Constants, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 9 September 2007, สืบค้นเมื่อ 5 November 2008
- ↑ Thomas Szirtes (1997), Applied dimensional analysis and modeling, New York: McGraw-Hill, p. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
- ↑ Comins, Neil F. (2013), Discovering the Essential Universe (fifth ed.), W. H. Freeman, p. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
- ↑ Viollier 1994
- ↑ Hassani, Sadri (2010), From Atoms to Galaxies, CRC Press, p. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
- ↑ Deza, Michel Marie; Deza, Elena (2016), Encyclopedia of Distances (fourth ed.), Springer, p. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
- ↑ Sanchez et al 2022
- ↑ Bessel, Friedrich (1839). "On the parallax of the star 61 Cygni". London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. 14: 68–72.
- ↑ Ule, Otto (1851). "Was wir in den Sternen lesen". Deutsches Museum: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben. 1: 721–738.
- ↑ Diesterweg, Adolph Wilhelm (1855). Populäre Himmelskunde u. astronomische Geographie. p. 250.
- ↑ The Student and Intellectual Observer of Science, Literature and Art. Vol. 1. London: Groombridge and Sons. 1868. p. 240.
- ↑ "Stellar movements and the structure of the universe". สืบค้นเมื่อ 1 November 2014.
- ↑ "Chapter 1, Table 1-1", IERS Conventions (2003)
- ↑ WHERE ARE THE VOYAGERS?, สืบค้นเมื่อ 14 October 2014
- ↑ NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space, สืบค้นเมื่อ 14 October 2014
- ↑ NASA, Cosmic Distance Scales – The Nearest Star
- ↑ "Proxima Centauri (Gliese 551)", Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight
- ↑ "Tau Ceti's planets nearest around single, Sun-like star". BBC News. 19 December 2012. สืบค้นเมื่อ 1 November 2014.
- ↑ Tuomi, Mikko; Jones, Hugh R. A.; Jenkins, James S.; Tinney, Chris G.; Butler, R. Paul; Vogt, Steve S.; Barnes, John R.; Wittenmyer, Robert A.; O'Toole, Simon; Horner, Jonathan; Bailey, Jeremy (March 2013). "Signals embedded in the radial velocity noise: periodic variations in the τ Ceti velocities" (PDF). Astronomy & Astrophysics. 551: A79. arXiv:1212.4277. Bibcode:2013A&A...551A..79T. doi:10.1051/0004-6361/201220509.
- ↑ Eisenhauer, F.; Schdel, R.; Genzel, R.; Ott, T.; Tecza, M.; Abuter, R.; Eckart, A.; Alexander, T. (2003), "A Geometric Determination of the Distance to the Galactic Center", The Astrophysical Journal, vol. 597 no. 2, pp. L121, arXiv:astro-ph/0306220, Bibcode:2003ApJ...597L.121E, doi:10.1086/380188
- ↑ McNamara, D. H.; Madsen, J. B.; Barnes, J.; Ericksen, B. F. (2000), "The Distance to the Galactic Center", Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 112 no. 768, p. 202, Bibcode:2000PASP..112..202M, doi:10.1086/316512
- ↑ Fujisawa, K.; Inoue, M.; Kobayashi, H.; Murata, Y.; Wajima, K.; Kameno, S.; Edwards, P. G.; Hirabayashi, H.; Morimoto, M. (2000), "Large Angle Bending of the Light-Month Jet in Centaurus A", Publications of the Astronomical Society of Japan, vol. 52 no. 6, pp. 1021–26, Bibcode:2000PASJ...52.1021F, doi:10.1093/pasj/52.6.1021, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2 September 2009
- ↑ Junor, W.; Biretta, J. A. (1994), "The Inner Light-Month of the M87 Jet", ใน Zensus, J. Anton; Kellermann; Kenneth I. (บ.ก.), Compact Extragalactic Radio Sources, Proceedings of the NRAO workshop held at Socorro, New Mexico, February 11–12, 1994, Green Bank, WV: National Radio Astronomy Observatory (NRAO), p. 97, Bibcode:1994cers.conf...97J
- ↑ Light-Travel Time and Distance by the Hayden Planetarium Accessed October 2010.
- ↑ David Mermin (2009). It's About Time: Understanding Einstein's Relativity. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. p. 22. ISBN 978-0-691-14127-5.
แหล่งข้อมูลอื่น
[แก้]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Sound-icon.svg/45px-Sound-icon.svg.png)
นิยามแบบพจนานุกรมของ ปีแสง ที่วิกิพจนานุกรม