Un anno luce è un modo per misurare le distanze astronomiche nello spazio. Ciò non ha molto senso perché "anno luce" contiene la parola "anno", che normalmente è un'unità di tempo. Anche così, gli anni luce misurano la distanza.
Qui sulla Terra siamo abituati a misurare tutte le distanze in pollici/piedi/miglia o centimetri/metri/chilometri, a seconda di dove vivi e del metodo di misurazione utilizzato. Grazie alla scuola, la maggior parte delle persone sa quanto è lungo un piede o un metro:ci sentiamo a nostro agio con queste unità perché le usiamo ogni giorno. Anni luce, non così tanto. La stessa cosa con miglia e chilometri:questi sono incrementi di distanza piacevoli e umani che le nostre menti possono facilmente comprendere. Anni luce, non così tanto.
Quando gli astronomi usano i loro telescopi per osservare le stelle, è diverso. Le distanze nell’universo sono gigantesche, o anche all’interno della nostra galassia, la Via Lattea. Ad esempio, la stella più vicina alla Terra (a parte il nostro sole) si chiama Proxima Centauri, e dista qualcosa come 24.000.000.000.000 di miglia (38.000.000.000.000 di chilometri). Questo è il più vicino stella, e ci sono così tanti zeri che la maggior parte delle persone non è sicura di quale suffisso -illion utilizzare (sono 24 trilioni di miglia o 38 trilioni di chilometri).
Ci sono stelle che sono miliardi di volte più lontane. Quando si inizia a parlare di questo tipo di distanze, un miglio o un chilometro non è un'unità pratica da usare perché i numeri diventano troppo grandi, anche quando si arriva a miliardi e trilioni. Nessuno vuole scrivere o parlare di numeri che contengono 20 cifre! È qui che entrano in gioco gli anni luce.
Per misurare distanze davvero lunghe e la velocità con cui viaggia la luce, gli astronomi e altri scienziati utilizzano un'unità chiamata anno luce. Per raggiungere la già citata Proxima Centauri, occorrerebbero 4,25 anni alla velocità della luce.
Il termine "anno luce" fu coniato per la prima volta dallo scienziato, astronomo, matematico e fisico tedesco Friedrich Bessel nel 1838, quando misurò la distanza dalla Terra a una stella chiamata 61 Cygni, e arrivò a una distanza di 660.000 volte il raggio orbitale della Terra. .
Calcolò che la luce impiegherebbe circa 10 anni per arrivare a 61 Cygni dalla Terra. Successivamente, gli astronomi adottarono il termine e gli "anni luce" divennero rapidamente lo standard per aiutare a dare un senso alle enormi distanze tra praticamente ogni cosa nel nostro vasto universo.
Quindi cosa sono esattamente gli anni luce – o meglio, quanto dista un anno luce? La luce viaggia a 186.000 miglia al secondo (300.000 chilometri al secondo). Pertanto, un secondo luce equivale a 300.000 chilometri (186.000 miglia). Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno, ovvero:
186.000 miglia/secondo * 60 secondi/minuto * 60 minuti/ora * 24 ore/giorno * 365 giorni/anno =5.865.696.000.000 miglia/anno
Un anno luce equivale a 5.865.696.000.000 di miglia (9.460.800.000.000 di chilometri). Gli anni luce sono una lunga strada!
Usare l’anno luce come misura della distanza ha un altro vantaggio:aiuta a determinare l’età. Diciamo che una stella è distante 1 milione di anni luce. La luce proveniente da quella stella ha viaggiato alla velocità della luce per raggiungere il nostro pianeta. Pertanto, la luce della stella ha impiegato 1 milione di anni per raggiungere il nostro pianeta e la luce che vediamo è stata creata 1 milione di anni fa. Quindi la stella che stiamo vedendo è realmente come appariva un milione di anni fa, non come appare adesso dal nostro punto di vista.
Allo stesso modo, il nostro sole è a circa 8 minuti luce di distanza. Se il sole dovesse esplodere all'improvviso in questo momento, non lo sapremmo prima di otto minuti perché è il tempo necessario affinché la luce dell'esplosione raggiunga la Terra.
Un nanosecondo leggero – la distanza percorsa dalla luce in un miliardesimo di secondo – è di circa 1 piede (circa 30 centimetri). Il radar utilizza questo fatto per misurare quanto è lontano qualcosa come un aereo. Un'antenna radar emette un breve impulso radio e poi attende che emetta un'eco su un aereo o un altro bersaglio simile. Durante l'attesa conta il numero di nanosecondi che passano. Le onde radio viaggiano alla velocità della luce, quindi il numero di nanosecondi diviso per due indica all'unità radar quanto è lontano l'oggetto.