Share to:

 

ปีแสง

ปีแสง
Map showing stars and star systems lying within 12.5 light-years of the Sun[1]
ข้อมูลทั่วไป
ระบบการวัดastronomy units
เป็นหน่วยของlength
สัญลักษณ์ly[2] 
การแปลงหน่วย
1 ly[2] ใน ...... มีค่าเท่ากับ ...
   metric (SI) units   
  • 9.4607×1015 m
  • 9.46073 Pm
   imperial and US units   
  • 5.8786×1012 mi
   astronomical units   

ปีแสง (ly หรือ lyr [3]) เป็นหน่วยความยาวที่ใช้แสดงระยะในทางดาราศาสตร์และมีค่าเท่ากับ 9,460,730,472,580.8 กม. ฃึ่งสามารถเขียนในรูปสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ 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 ในระดับดาราจักรโดยเฉพาะในบริบทที่ไม่ใช่เชิงเฉพาะและสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยม [4] หน่วยที่ใช้กันทั่วไปในดาราศาสตร์ ระดับมืออาชีพคือ พาร์เซก (สัญลักษณ์: pc ประมาณ 3.26 ปีแสง) [2]

คำจำกัดความ

ตามที่กำหนดโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ปีแสงคือผลคูณของปีจูเลียนและความเร็วแสง ( 299792458 m/s )[note 1] โดยที่ปีจูเลียนมี 365.25 วัน ซึ่งต่างกับปีเกรกอเรียนซึ่งมี 365.2425 วัน หรือปีทรอปิคัล 365.24219 วัน ซึ่งวันของทั้งสองปีเป็นเพียงค่าประมาณ 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" แทน หนึ่งปีแสง [2]
  • “kly” [16] หรือ “klyr” [17] แทน หนึ่งกิโลแสง (1,000 ปีแสง)
  • "Mly" แทน เมกะปีแสง (1,000,000 ปีแสง) [18]
  • “Gly” [19] หรือ “Glyr” [20] แทนกิกะปีแสง (1,000,000,000 ปีแสง)

ประวัติ

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

ระยะทางที่แสดงเป็นปีแสงรวมถึงระยะทางระหว่างดวงดาว ในพื้นที่ทั่วไปเดียวกัน เช่น ระยะทางที่อยู่ในแขนก้นหอยเดียวกันหรือ กระจุกดาวทรงกลมกาแล็กซีเองมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่พันปีจนถึงไม่กี่แสนปีแสง และอยู่ห่างจากกาแล็กซีและกระจุกกาแล็กซีเพื่อนบ้านเป็นระยะทางหลายล้านปีแสง ระยะทางไปยังวัตถุต่างๆ เช่น ควาซาร์ และ สโลนเกรตวอลซึ่งมีระยะทางหลายพันล้านปีแสง

สิ่งต่าง ๆ เมื่อเทียบกับปีแสง
สเกล (ปีแสง) ค่าของสิ่งต่าง ๆ สิ่งต่าง ๆ
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.[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

ระยะทางระหว่างวัตถุต่าง ๆ ภายในระบบดาวมีแนวโน้มเป็นเพียงเศษส่วนเล็ก ๆ ของปีแสงและโดยปกติจะแสดงเป็น หน่วยดาราศาสตร์อย่างไรก็ตามหน่วยความยาวที่เล็กลงสามารถสร้างขึ้นได้อย่างมีประโยชน์เช่นเดียวกันโดยการคูณหน่วยเวลาด้วยความเร็วแสง เช่น วินาทีแสงซึ่งมีประโยชน์ในทางดาราศาสตร์การโทรคมนาคมและฟิสิกส์เชิงสัมพันธภาพ คือ 299792458 เมตรพอดีและหน่วยต่าง ๆ เช่น นาทีแสง ชั่วโมงแสง และวันแสง มักใช้ในสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเดือนแสง ซึ่งเท่ากับประมาณหนึ่งในสิบสองของปีแสงยังใช้เป็นครั้งคราวสำหรับการวัดโดยประมาณอีกด้วย [35] [36] ท้องฟ้าจำลองเฮย์เดน ได้ระบุเดือนแสงอย่างแม่นยำว่าคือเวลาเดินทางของแสง 30 วัน [37]

แสงเดินทางได้ประมาณหนึ่งฟุตในเวลาหนึ่ง นาโนวินาที คำว่า "ฟุตแสง" บางครั้งใช้เป็นหน่วยวัดเวลาอย่างไม่เป็นทางการ [38]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

อ้างอิง

  1. ↑ "The Universe within 12.5 Light Years – The Nearest stars". www.atlasoftheuniverse.com. สืบค้นเมื่อ 2 April 2022.
  2. ↑ 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
  3. ↑ Mutel et al 1981
  4. ↑ 4.0 4.1 Bruce McClure (31 July 2018). "How far is a light-year?". EarthSky. สืบค้นเมื่อ 15 October 2019.
  5. ↑ ISO 80000-3:2006 Quantities and Units – Space and Time
  6. ↑ IEEE/ASTM SI 10-2010, American National Standard for Metric Practice
  7. ↑ 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
  8. ↑ Basic Constants, Sierra College
  9. ↑ Marc Sauvage, Table of astronomical constants, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 11 December 2008
  10. ↑ Robert A. Braeunig, Basic Constants
  11. ↑ C. W. Allen (1973), Astrophysical Quantities (third ed.), London: Athlone, p. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
  12. ↑ Arthur N. Cox, บ.ก. (2000), Allen's Astrophysical Quantities (fourth ed.), New York: Springer-Valeg, p. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
  13. ↑ Nick Strobel, Astronomical Constants
  14. ↑ KEKB, Astronomical Constants, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 9 September 2007, สืบค้นเมื่อ 5 November 2008
  15. ↑ Thomas Szirtes (1997), Applied dimensional analysis and modeling, New York: McGraw-Hill, p. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
  16. ↑ Comins, Neil F. (2013), Discovering the Essential Universe (fifth ed.), W. H. Freeman, p. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
  17. ↑ Viollier 1994
  18. ↑ Hassani, Sadri (2010), From Atoms to Galaxies, CRC Press, p. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
  19. ↑ Deza, Michel Marie; Deza, Elena (2016), Encyclopedia of Distances (fourth ed.), Springer, p. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
  20. ↑ Sanchez et al 2022
  21. ↑ Bessel, Friedrich (1839). "On the parallax of the star 61 Cygni". London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. 14: 68–72.
  22. ↑ Ule, Otto (1851). "Was wir in den Sternen lesen". Deutsches Museum: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben. 1: 721–738.
  23. ↑ Diesterweg, Adolph Wilhelm (1855). Populäre Himmelskunde u. astronomische Geographie. p. 250.
  24. ↑ The Student and Intellectual Observer of Science, Literature and Art. Vol. 1. London: Groombridge and Sons. 1868. p. 240.
  25. ↑ "Stellar movements and the structure of the universe". สืบค้นเมื่อ 1 November 2014.
  26. ↑ "Chapter 1, Table 1-1", IERS Conventions (2003), คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2014-04-19, สืบค้นเมื่อ 2024-09-03
  27. ↑ WHERE ARE THE VOYAGERS?, สืบค้นเมื่อ 14 October 2014
  28. ↑ NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey Into Interstellar Space, คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2020-06-11, สืบค้นเมื่อ 14 October 2014
  29. ↑ NASA, Cosmic Distance Scales – The Nearest Star
  30. ↑ "Proxima Centauri (Gliese 551)", Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight
  31. ↑ "Tau Ceti's planets nearest around single, Sun-like star". BBC News. 19 December 2012. สืบค้นเมื่อ 1 November 2014.
  32. ↑ 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.
  33. ↑ 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
  34. ↑ 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
  35. ↑ 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
  36. ↑ 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
  37. ↑ Light-Travel Time and Distance by the Hayden Planetarium Accessed October 2010.
  38. ↑ 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

  • นิยามแบบพจนานุกรมของ ปีแสง ที่วิกิพจนานุกรม

แม่แบบ:Units of length used in Astronomy

Kembali kehalaman sebelumnya