Güneş sistemimizde Satürn, Dünya’dan çıplak gözle görülebilen en uzak gezegendir. Ve eğer onu gözlemlerken (teleskoplu veya teleskopsuz) bir asteroit tarafından yok edilirse, bu halkalı gezegen, parçalara ayrıldıktan sonra bile yaklaşık 80 dakika boyunca gözlemci tarafından görülebilir durumda kalacaktır. Bunun nedeni, Satürn ile Dünya arasındaki ortalama mesafenin 0,00015 ışıkyılı olmasıdır, bu da Satürn’den gelen ışığın Dünya’ya ulaşmasının yaklaşık 80 dakika süreceği anlamına gelir.
Yuri_B/Pixabay
Dolayısıyla, gözlemlediğiniz herhangi bir yıldız Dünya’dan 100 ışıkyılı uzaklıktaysa, o zaman teleskopla şu anki durumunu değil, yıldızın 100 yıl önceki durumunu takip ediyorsunuz. Bu nedenle teleskopa bazen astronomik zaman makinesi denir. Astronomik mesafeleri mil veya kilometre cinsinden ölçmek, ilgili sayıların büyüklüğü ve ölçeği nedeniyle pratik değildir. Işık yılı cinsinden ölçüm, astronomların geçmişe bakmasına da olanak tanır. Işığın gözümüze ulaşması standart bir süre aldığından, uzayda görebildiğimiz her şey zaten olmuştur. Yani tam olarak iki ışıkyılı uzaklıkta bir şeyi gözlemlediğinizde, onu tam olarak iki yıl önce olduğu gibi görürsünüz.
Işık yılı nedir?
Işık hızı sabittir. Bir boşlukta, ışık saatte 670.616.629 mil (saatte 1.079.252.849 kilometre) hızla hareket eder. 364.25 gün (8.766 saat) süren bir Dünya yılında, ışık 5.878.625.370.000 mil (9,5 trilyon km) mesafe kateder. Bu mesafeye ışık yılı denir.
Kozmik cisimler arasındaki mesafeler genellikle milyonlarca ve milyarlarca kilometre olduğundan, bu kadar büyük mesafeleri ifade etmeyi kolaylaştırmak için daha uygun bir ölçü birimine ihtiyaç duyuldu ve bu, ışık yılının astronomik mesafeleri ölçmek için birim olarak kullanılmasına yol açtı. .
Adından da anlaşılacağı gibi, bir ışık yılı (belirtme hâli ışık yılı), bir mesafe birimidir. Işık yılı hakkındaki yaygın yanılgılardan biri, bazılarının onu bir zaman birimi olarak görmesidir ki bu temelde yanlıştır. Bir ışık yılı, Dünya ile güneş sistemimizin dışındaki gök cisimleri arasındaki mesafeyi ifade etmek için yaygın olarak kullanılır.
Işık hızı ve ışık yılının keşfi
Bilim adamlarının ışık yılını doğru bir şekilde hesaplamaları için ışık hızının değerini bilmeleri önemliydi. Antik Yunan filozofları, ışık hızının doğası konusunda anlaşamadılar. Filozof Empedokles, ışığın hareket ettiğine ve dolayısıyla bir hareket hızına sahip olması gerektiğine inanıyordu. Aristoteles ise ışığın anlık olduğunu savundu.
1600’lerin ortalarında Galileo Galilei, birbirinden yaklaşık bir mil uzaktaki tepelerde bulunan ve fenerleri tutan insanların yardımıyla ışığın hızını belirlemek için deneyler yaptı. Ancak mesafe, hızını yakalayacak kadar büyük değildi, bu da ışığın sesten daha hızlı hareket ettiği sonucuna varılmasına yol açtı.
Işık yıllarında Güneş’in yakındaki çeşitli yıldızlara olan uzaklığı. Kaynak: atlasoftheuniverse.com/Wikimedia Commons
1676’da Danimarkalı gökbilimci Ole Römer, denizdeki denizciler için güvenilir bir astronomik saat yaratmaya çalışırken, yanlışlıkla ışık hızı için yeni bir tahmin buldu. Işık hızını saniyede 124.000 mil (saniyede 200.000 kilometre) olarak tahmin etmek için Jüpiter’in ayı Io’nun tutulma gözlemlerini kullandı.
Bununla birlikte, bugün bildiğimiz ışık hızından (299.792 km / s) farklıydı, ancak bu anomali Roemer’in yönteminin kusurlu olması nedeniyle değil, o sırada Dünya’nın gerçek çapının bilinmediği için (12.742 km ) ortaya çıktı. Daha sonra Hollandalı matematikçi Christian Huygens, Roemer’in hesaplamalarında Dünya’nın gerçek çapını uygulayarak ışığın hızını saniyede 220 milyon mil (gerçeğe çok daha yakın) olarak hesapladı.
1729’da İngiliz astronom James Bradley, Royal Society’den önce ışığın sapması (ışık yayılımı yönündeki değişiklik) ile ilgili teorisini ortaya koydu. Çalışmasında, ışık hızını saniyede 185.000 mil (301.000 km/s) olarak tahmin etti; bu, bugün bildiğimizin yaklaşık %1’i içindedir.
1800’lerin ortalarında Fransız fizikçiler Hippolyte Fizeau ve Léon Foucault tarafından yapılan iki farklı girişim, ışık hızına saniyede yaklaşık 1.000 mil (saniyede 1.609 kilometre) yaklaştı.
1879’da fizikçi Albert A. Michelson Aynalar ve lensler kullanarak, saniyede 186.355 mil (299.910 km/s) olan ışık hızını ölçtü. Kırk yıl sonra, vakuma yakın koşullar yaratmak ve bugün var olandan sadece biraz daha küçük olan daha doğru bir ölçüm elde etmek için basınç altında mil uzunluğundaki tüpleri kullandı.
1838’de Alman fizikçi Friedrich Wilhelm Bessel, Dünya ile bir ikili yıldız sistemi arasındaki mesafeyi ölçmek için ışık hızını kullandı. 61 Kuğu AB. “Işık yılı” kelimesinden bahsetmese de, 61 Cygnus AB’den Dünya’ya seyahat etmenin 10.3 yıl alacağını açıkladı. Bu, bir fizikçinin ışık yılını bir mesafe ölçüsü olarak ilk kez kullanmasıydı, bu yüzden Bessel de ışık yılını keşfeden kişi olarak kabul ediliyor.
“Işık yılı” terimi ilk olarak 1851’de Lichtjare adlı bir Alman yayınında bahsedildi. Einstein, ışığın her zaman sonlu bir hızla hareket ettiğini belirten özel görelilik teorisini (E=mc2) geliştirdiğinde, ışık yılı bilim adamları arasında astronomik mesafeler için popüler bir ölçü birimi haline gelmişti.
Işık yılı. Astronomik birimi. Ayın uzaklığı. parsek
Işık yılına ek olarak, uzayda farklı nesneler arasındaki mesafeyi ölçmek için kullanılan astronomik birim (AU), ay mesafesi (LD) ve parsek (pc) gibi başka birimler de vardır. Astronomide, Ay mesafesi veya Dünya ile Ay arasındaki mesafe, jeosantrik ay yörüngesinin yarı ortalama eksenidir. Yaklaşık 400.000 km, yani çeyrek milyon mil veya 1.28 ışık saniyesidir. Ay mesafesi, Dünya’ya yakın nesnelere olan mesafeyi ifade etmek için yaygın olarak kullanılır.
Astronomik birim (AU), Dünya’nın merkezinden Güneş’in merkezine olan ortalama mesafeye eşittir.
Ay mesafesi ve astronomik birimler, güneş sistemimizdeki nesneler arasındaki mesafeyi ifade etmek için kullanılırken, güneş sistemimiz dışındaki mesafeleri (galaksiler arasındaki mesafe gibi) ölçmek için ışık yılı ve parsek kullanılır.
Bir parsek, dünyanın yörüngesinin yarıçapının bir saniyelik yay açısı yaptığı mesafedir (açı, ışınlarından ikisi bu yayın uç noktalarından geçtiğinde bir yay tarafından oluşturulur). Böylece, bir parsek uzaktaki bir yıldızın paralaksı (bir gök cismi yönündeki açısal fark, Dünya’nın yörüngesindeki iki noktadan ölçülen açısal fark) bir saniyedir. Bir ışık yılı 63.241 AU’ya eşittir ve bir parsek 3.26 ly veya 206.265 AU’ya eşittir.
Kaynak: CharlVera/Pixabay
Işık yılları hakkında bazı ilginç gerçekler
Işık yılı, ışık saatlerine, ışık dakikalarına, ışık saniyelerine ve hatta ışık nanosaniyelerine bölünebilir. Örneğin, Dünya’ya ulaşmak için Güneş’ten sekiz dakika ışık alır, bu da Güneş’in Dünya’dan sekiz ışık dakikası uzakta olduğu anlamına gelir. İşte ışık yılları ile ilgili bazı ilginç gerçekler:
NASA tarafından 1977’de fırlatılan Voyager 1 uzay sondası, Kasım 2021’de 21.31 ışık saati (14.45 milyar mil) uzaklıktan bir sinyal iletti. Bu, herhangi bir insan yapımı nesnenin uzayda kat ettiği en uzak mesafedir.
Samanyolu’na (bizim galaksimiz) en yakın cüce gökada, Güneş’ten 25.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Büyük Köpek’tir. Cüce eliptik gökada Yay, Güneş’ten 70.000 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Dünya’dan bilinen en uzak galaksiye GN-z11 denir, 2016 yılında Hubble teleskopu tarafından Büyük Ayı takımyıldızında keşfedildi ve o sırada Dünya’dan 13.4 milyar ışıkyılı veya 134 olduğuna inanılıyordu. nonillion kilometre (bu 134 ve 30 sıfırdır).
Gelen bir uçağı tespit etmek için radyo dalgalarını kullanan bir radar sistemi, radyo dalgaları ışık hızında hareket ettiğinden, bir hedefin ne kadar uzakta olduğunu belirlemek için zamanı nanosaniye cinsinden ölçer. Bir nanosaniye, saniyenin milyarda birine eşittir. Işık nanosaniyede 1 fit (30 cm) yol alır.
NASA geçtiğimiz günlerde Parker Solar sondasının “güneşe dokunduğunu” duyurdu. Aynı zamanda uzaydaki en hızlı insan yapımı nesne olarak kabul edilir ve saatte 430.000 mil (saatte 690.000 kilometre) hıza ulaşması bekleniyor. Bu seni Philadelphia’dan Washington DC’ye bir saniyeden daha kısa sürede götürmeye yeter.
Büyük Amerikalı astronom Edwin Hubble bir keresinde şöyle demişti: “Araştırma devam edecek, bu arzu tarihten daha eski, tatmin edilmemiş ve bastırılmayacaktır.” Uzay araştırması, Dünya’nın ve yıldızların ötesinde ne olduğunu araştırmak olarak da görülebilir. Bir mesafe birimi olarak ışık yılı, bize evrenin ne kadar geniş olduğunu ve insanlığın ve bilimin daha öğrenmesi gereken ne kadar çok şey olduğunu da hatırlatıyor.