Universet er et ekstremt stort sted. Efterhånden som astronomer kiggede længere ud i rummet gennem århundreder og dybere ind i fortiden, kom de til at forstå, hvor lille og ubetydelig vores planet og vores art virker ved sammenligning. Samtidig har igangværende undersøgelser af elektromagnetisme og fjerne stjerner fået forskere til at udlede, hvad lysets hastighed er - og at det er den hurtigste hastighed, der kan opnås.
Som sådan har astronomer taget den afstand, lyset rejser inden for et enkelt år (også kendt som et lysår) til at måle afstande på den interstellare og intergalaktiske skala. Men hvor langt rejser lyset på et år? Grundlæggende bevæger den sig med en hastighed på 299.792.458 meter i sekundet (1080 millioner km/t; 671 millioner mph), hvilket svarer til omkring 9.460.5 milliarder km (5.878.5 milliarder miles) om året.
Lysets hastighed:
At beregne lysets hastighed har været en optagethed for videnskabsmænd i mange århundreder. Og før det 17. århundrede var der uenighed om, hvorvidt lysets hastighed var begrænset, eller om den flyttede sig fra det ene sted til det næste øjeblikkeligt. I 1676 afgjorde den danske astronom Ole Romer argumentet, da hans observationer af den tilsyneladende bevægelse af Jupiters måne det afslørede, at lysets hastighed var begrænset.
Lys bevæger sig ved forskellige bølgelængder, her repræsenteret af de forskellige farver, der ses i et prisme. Kredit: NASA/ESA
Fra hans observationer, berømte hollandske astronom Christiaan Huygens beregnede lysets hastighed ved 220.000 km/s (136.701 mi/s). I løbet af reden to århundreder blev lysets hastighed forfinet yderligere og yderligere, hvilket producerede skøn, der varierede fra omkring 299.000 til 315.000 km/s (185.790 til 195.732 mi/s).
Dette blev efterfulgt af James Clerk Maxwell, som foreslog i 1865, at lys var en elektromagnetisk bølge. I hans teori om elektromagnetisme blev lysets hastighed repræsenteret somc.Og så i 1905 foreslog Albert Einstein sin teori om Særlig relativitet , som postulerede, at lysets hastighed (c) var konstant, uanset observatørens inertiereferenceramme eller lyskildens bevægelse.
I 1975, efter århundreders raffinerede målinger, blev lysets hastighed i et vakuum beregnet til 299.792.458 meter i sekundet. Igangværende forskning afslørede også, at lys rejser ved forskellige bølgelængder og består af subatomære partikler kendt som fotoner, som ikke har nogen masse og opfører sig som både partikler og bølger.
Lysår:
Som allerede nævnt betyder lysets hastighed (udtrykt i meter per sekund), at lyset rejser en afstand på 9.460.528.000.000 km (eller 5.878.499.817.000 miles) på et enkelt år. Denne afstand er kendt som et 'lysår', og bruges til at måle objekter i universet, der er i betydelig afstand fra os.
Eksempler på objekter i vores univers og skalaen af deres afstande, baseret på lysåret som standardmål. Kredit: Bob King.
For eksempel er den nærmeste stjerne på Jorden (Proxima Centauri) omkring 4,22 lysår væk. Mælkevejsgalaksens centrum er 26.000 lysår væk, mens den nærmeste store galakse (Andromeda) er 2,5 millioner lysår væk. Til dato er kandidaten til den fjerneste galakse fra Jorden MACS0647-JD , som ligger cirka 13,3 milliarder lysår væk.
Og Kosmisk mikroovn baggrund , den relikviestråling, som menes at være tilbage fra Big Bang, er placeret omkring 13,8 milliarder lysår væk. Opdagelsen af denne stråling styrkede ikke kun Big Bang Theor y, men gav også astronomer en nøjagtig vurdering af universets alder. Dette bringer en anden vigtig pointe frem om måling af kosmiske afstande i lysår, som er det faktum, at rum og tid hænger sammen.
Ser du, når vi ser lyset komme fra et fjernt objekt, ser vi faktisk tilbage i tiden. Når vi ser lyset fra en stjerne placeret 400 lysår væk, ser vi faktisk lys, der blev udsendt fra stjernen for 400 år siden. Derfor ser vi stjernen, som den så ud for 400 år siden, ikke som den ser ud i dag. Som et resultat er det at se på objekter milliarder af lysår fra Jorden at se milliarder af lysår tilbage i tiden.
Ja, lys bevæger sig med en ekstrem høj hastighed. Men i betragtning af universets store størrelse og skala, kan det stadig tage milliarder af år fra bestemte punkter i universet at nå os her på Jorden. Derfor er det så nyttigt for forskere at vide, hvor lang tid det tager for lys at rejse et enkelt år. Ikke alene giver det os mulighed for at forstå universets skala, det giver os også mulighed for at kortlægge processen med kosmisk evolution.
Vi har skrevet mange artikler om lysets hastighed her på Universe Today. Her er Hvor langt er et lysår? , Hvad er lysets hastighed ?, Hvor mange ting er der i et lysår? , Hvordan rejser lyset? , og Hvor langt kan du se i universet?
Vil du have mere information om lysår? Her er en artikel om lysår for HowStuffWorks , og her er et svar fra PhysLink .
Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast om dette emne. Hør her, Afsnit 10: Måling af afstand i universet .
Kilder: