Molte persone fraintendono cosa sia un "anno luce". Anche se suona come una misura del tempo, perché include anni, in realtà è una distanza. In un certo senso, è una distanza espressa in termini di velocità della luce, quindi puoi anche avere altre misure come un giorno di luce o anche un secondo di luce. Tuttavia, questa è solo una parte della storia, perché le distanze su scala cosmica sono complicate dall'espansione del tessuto dello spazio-tempo. Calcolare un anno luce è facile, basta moltiplicare la velocità della luce per il numero di secondi in un anno, ma calcolare le distanze cosmologiche non è così facile. Il redshift dell'oggetto è la cosa più semplice da definire oggettivamente, ma ci sono anche altri concetti come la distanza di comating che può essere utile.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Trova la distanza in termini di luce utilizzando la formula:

d

_{L = ct}

Dove c
è la velocità della luce, d
_{L è la distanza e t
è il periodo di tempo. Per un anno luce:}

Anno luce = velocità della luce × numero di secondi in un anno

Le distanze cosmologiche si possono trovare usando un calcolatore cosmologico e il redshift dell'oggetto in questione.

Come calcolare un anno luce o un'altra distanza di luce

Calcolare un anno luce utilizzando la formula semplice:

Anno luce = velocità della luce × numero di secondi in un anno

La velocità della luce di solito è data dal simbolo c
, e se la si moltiplica per un certo periodo di tempo ( t
), si otterrà quella "distanza di luce" "( d
_{L) fuori dal calcolo. Quindi potresti scrivere:}

d

_{L = ct}

La velocità della luce è di circa 2.998 × 10 ^{8 metri al secondo, quindi un anno luce è:}

Anno luce = 2.998 × 10 ^{8 m /s × 365,25 giorni /anno × 24 ore /giorno × 60 minuti /ora × 60 secondi /minuto}

= 9.46 × 10 ^{15 m}

Tale calcolo utilizzava 365,25 giorni all'anno per tenere conto degli anni bisestili. Allo stesso modo, un giorno di luce è:

Giorno luce = 2.998 × 10 ^{8 m /s × 24 ore /giorno × 60 minuti /ora × 60 secondi /minuto}

= 2.59 × 10 ^{13 m}

Distanze cosmologiche e spostamento verso il rosso

Le distanze su scala cosmologica sono complicate perché l'intera struttura dello spazio-tempo è in costante espansione. Quindi, per esempio, se un segnale luminoso proveniente da una galassia lontana viene verso di noi, si muove alla velocità della luce e probabilmente impiega centinaia di milioni di anni per completare il viaggio. In quel periodo, lo spazio stesso si è espanso, e quindi la distanza è ancora più lontana di quanto sarebbe stata all'inizio del viaggio. Questo rende davvero difficile definire cosa significhi veramente per dire che qualcosa ha percorso una certa distanza attraverso lo spazio. La distanza "commovente" si espande insieme allo spazio, quindi è responsabile di questo problema, ma non è ancora adatto a tutti gli scopi.

La misura più obiettiva della distanza nello spazio è il "redshift". quanto l'onda di luce si è "allungata" (spostandola più vicino all'estremità rossa dello spettro) a causa dell'espansione dello spazio durante il suo viaggio. Se viaggia più lontano, avrà spostato di più la lunghezza d'onda della luce.

Redshift ( z
) è definito come:

z

= ( λ
_{obs - λ
rest) / λ
rest}

dove λ
è il simbolo per la lunghezza d'onda e gli indici "obs" e "rest" significano la lunghezza d'onda che si osserva e la lunghezza d'onda nel fotogramma di riferimento in cui è stata emessa, rispettivamente. Puoi trovare la lunghezza d'onda quando è stata emessa in base ai valori standard ottenuti in laboratorio perché diverse sostanze assorbono ed emettono luce in specifiche parti dello spettro.

Trovare la distanza cosmologica

Trovare le distanze cosmologiche è piuttosto impegnativo. Sebbene sia possibile calcolarlo, l'approccio migliore è utilizzare un calcolatore cosmologico con alcuni parametri standard già inseriti. Immettere il redshift dell'oggetto a cui si desidera trovare la distanza, utilizzando i parametri suggeriti dalla calcolatrice, e restituirà molte misure di distanza, tra cui la distanza di commutazione e il tempo di percorrenza della luce. Puoi moltiplicare il tempo di viaggio della luce (convertito in secondi, come nella prima sezione) per la velocità della luce per trovare la distanza percorsa dalla luce stessa.