ปีแสง | |
---|---|
ข้อมูลทั่วไป | |
ระบบหน่วย | หน่วยดาราศาสตร์ |
หน่วยของ | ความยาว |
เครื่องหมาย | ลี่[2] |
การแปลง | |
1 ปีแสง[2] ใน ... | ... เท่ากับ ... |
หน่วยเมตริก ( SI ) | |
หน่วยอิมพีเรียลและสหรัฐอเมริกา |
|
หน่วยดาราศาสตร์ |
ปีแสงหรือเรียกอีกอย่างว่าปีแสง ( lyหรือlyr [3] ) เป็นหน่วยความยาวที่ใช้แสดงระยะทางดาราศาสตร์และมีค่าเท่ากับ9 460 730 472 580 .8 กม . ซึ่งเท่ากับประมาณ 5.88 ล้านล้านไมล์ ตามที่กำหนดโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ปีแสงคือระยะทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในหนึ่งปีจูเลียน (365.25 วัน) [2]แม้จะมีคำว่า "ปี" รวมอยู่ด้วย แต่ก็ไม่ควรตีความคำนี้อย่างผิดๆ ว่าเป็นหน่วยเวลา[4 ]
ปีแสงมักใช้ในการแสดงระยะทางไปยังดวงดาวและระยะทางอื่นๆ ใน ระดับ กาแล็กซีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทที่ไม่ใช่เชิงเทคนิค และ สิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยม[4]หน่วยที่ใช้กันทั่วไปในดาราศาสตร์ ระดับมืออาชีพ คือพาร์เซก (สัญลักษณ์: pc ประมาณ 3.26 ปีแสง) [2]
ตามที่กำหนดโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) ปีแสงคือผลคูณของปีจูเลียน[หมายเหตุ 1] (365.25 วัน ตรงข้ามกับปีเกรกอเรียน 365.2425 วัน หรือ ปีทรอปิคัล 365.24219 วันซึ่งทั้งสองปีเป็นค่าประมาณ) และความเร็วแสง (299 792 458 ม./วินาที ) [หมายเหตุ 2]ค่าทั้งสองนี้รวมอยู่ในระบบค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ของ IAU (1976)ซึ่งใช้มาตั้งแต่ปี 1984 [6]จากค่านี้ สามารถหาการแปลงได้ดังนี้:
1 ปีแสง | -9 460 730 472 580 800เมตร (พอดี) |
≈ 9.461 เพตาเมตร | |
≈ 9.461ล้านล้าน ( ระยะสั้น ) กิโลเมตร (5.879ล้านล้านไมล์) | |
≈ 63 241 .077 หน่วยดาราศาสตร์ | |
≈ 0.306 601 พาร์เซก |
อักษรย่อที่ IAU ใช้สำหรับปีแสงคือ "ly" [2]มาตรฐานสากล เช่นISO 80000:2006 (ซึ่งปัจจุบันได้แทนที่แล้ว) ได้ใช้ "ly" [7] [8]และมีการใช้อักษรย่อเฉพาะถิ่นบ่อยครั้ง เช่น "al" ในภาษาฝรั่งเศส สเปน และอิตาลี (จากannée-lumière , año luzและanno luceตามลำดับ) "Lj" ในภาษาเยอรมัน (จากLichtjahr ) เป็นต้น
ก่อนปีพ.ศ. 2527 ปีสุริยคติ (ไม่ใช่ปีจูเลียน) และความเร็วแสงที่วัดได้ (ไม่ได้กำหนดไว้) รวมอยู่ในระบบค่าคงที่ทางดาราศาสตร์ของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (พ.ศ. 2507) ซึ่งใช้ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2511 ถึง พ.ศ. 2526 [9]ผลคูณของปีสุริยคติเฉลี่ยJ1900.0ของไซมอน นิวคอมบ์31 556 925 .9747 วินาทีและความเร็วแสง299,792 .5 กม./วินาทีผลิตได้ 1 ปีแสง9.460 530 × 10 15 ม. (ปัดเศษเป็นเจ็ดหลักที่มีนัยสำคัญในความเร็วแสง) ที่พบในแหล่งข้อมูลสมัยใหม่หลายแห่ง[10] [11] [12]อาจได้มาจากแหล่งข้อมูลเก่า เช่นงานอ้างอิงAstrophysical Quantitiesปี 1973 ของCW Allen [13]ซึ่งได้รับการปรับปรุงในปี 2000 รวมถึงค่า IAU (1976) ที่อ้างถึงข้างต้น (ตัดให้เหลือ 10 หลักที่มีนัยสำคัญ) [14]
ค่าความแม่นยำสูงอื่น ๆ ไม่ได้มาจาก ระบบ IAU ที่มีความสอดคล้องกันค่าของ9.460 536 207 × 10 15 ม.ที่พบในแหล่งข้อมูลสมัยใหม่บางแห่ง[15] [16]คือผลคูณของปีเกรกอเรียนเฉลี่ย (365.2425 วันหรือ31 556 952 วินาที ) และความเร็วแสงที่กำหนด (299 792 458 m/s ) อีกค่าหนึ่ง9.460 528 405 × 10 15 ม. [ 17]คือผลคูณของปีฝนเขตร้อนเฉลี่ย J1900.0 และความเร็วแสงที่กำหนด
ตัวย่อที่ใช้สำหรับปีแสงและทวีคูณของปีแสง ได้แก่:
หน่วยปีแสงปรากฏขึ้นไม่กี่ปีหลังจากการวัดระยะทางไปยังดวงดาวอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์สำเร็จเป็นครั้งแรกโดยฟรีดริช เบสเซลในปี พ.ศ. 2381 ดาวดวงนั้นคือ61 Cygniและเขาใช้เฮลิโอเมตร ขนาด 160 มิลลิเมตร (6.2 นิ้ว) ที่ออกแบบโดยโจเซฟ ฟอน เฟราน์โฮเฟอร์หน่วยที่ใหญ่ที่สุดในการแสดงระยะทางข้ามอวกาศในเวลานั้นคือหน่วยดาราศาสตร์ซึ่งเท่ากับรัศมีวงโคจรของโลกที่ 150 ล้านกิโลเมตร (93 ล้านไมล์) ในเงื่อนไขดังกล่าว การคำนวณตรีโกณมิติที่อิงตามพารัลแลกซ์ ของ 61 Cygni ที่ 0.314 วินาทีเชิงมุม แสดงให้เห็นว่าระยะทางไปยังดวงดาวคือ660,000หน่วยดาราศาสตร์ (9.9 × 10 13 กม.; 6.1 × 10 13 ไมล์) เบสเซลยังกล่าวเสริมว่าแสงใช้เวลา 10.3 ปีใน การ เคลื่อนผ่านระยะทางนี้[23]เขาตระหนักว่าผู้อ่านจะเพลิดเพลินไปกับภาพทางจิตของเวลาการผ่านโดยประมาณของแสง แต่เขาละเว้นจากการใช้ปีแสงเป็นหน่วย เขาอาจขัดขืนการแสดงระยะทางเป็นปีแสงเพราะจะลดความแม่นยำของข้อมูลพารัลแลกซ์ของเขาเนื่องจากการคูณด้วยพารามิเตอร์ที่ไม่แน่นอนของความเร็วแสง
ความเร็วแสงยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดในปี ค.ศ. 1838 แต่มีการประมาณค่าของความเร็วแสงในปี ค.ศ. 1849 ( Fizeau ) และปี ค.ศ. 1862 ( Foucault ) ยังไม่ถือว่าความเร็วแสงเป็นค่าคงที่พื้นฐานของธรรมชาติ และการแพร่กระจายของแสงผ่านอีเธอร์หรืออวกาศยังคงเป็นปริศนา
หน่วยปีแสงปรากฏในปี พ.ศ. 2394 ในบทความดาราศาสตร์ยอดนิยมของเยอรมันโดย Otto Ule [24] Ule อธิบายความแปลกประหลาดของชื่อหน่วยระยะทางที่ลงท้ายด้วย "ปี" โดยเปรียบเทียบกับชั่วโมงการเดิน ( Wegstunde )
หนังสือดาราศาสตร์ชื่อดังของเยอรมันในยุคปัจจุบันก็ได้กล่าวถึงปีแสงว่าเป็นชื่อที่แปลกเช่นกัน[25]ในปีพ.ศ. 2411 วารสารภาษาอังกฤษได้ระบุปีแสงเป็นหน่วยที่ชาวเยอรมันใช้[26] เอ็ดดิงตันเรียกปีแสงว่าเป็นหน่วยที่ไม่สะดวกและไม่เกี่ยวข้อง ซึ่งบางครั้งได้แพร่หลายจากการใช้กันทั่วไปไปสู่การสืบสวนทางเทคนิค[27]
แม้ว่านักดาราศาสตร์สมัยใหม่มักชอบใช้พาร์เซกแต่ปีแสงยังเป็นที่นิยมใช้ในการวัดความกว้างใหญ่ของอวกาศระหว่างดวงดาวและระหว่างกาแล็กซี่อีกด้วย
ระยะทางที่แสดงเป็นปีแสงนั้นรวมถึงระยะทางระหว่างดวงดาวในพื้นที่ทั่วไปเดียวกัน เช่น ดวงดาวที่อยู่ในแขนก้นหอยหรือกระจุกดาวทรง กลมเดียวกัน กาแล็กซีแต่ละแห่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ไม่กี่พันปีแสงไปจนถึงไม่กี่แสนปีแสง และอยู่ห่างจากกาแล็กซีและกระจุกดาว ใกล้เคียง กันเป็นล้านปีแสง ระยะทางไปยังวัตถุ เช่นควาซาร์และกำแพงเมืองสโลนนั้นอาจสูงถึงหลายพันล้านปีแสง
มาตราส่วน (ly) | ค่า | รายการ |
---|---|---|
10-9 | 4.04 × 10 −8 ปีแสง | แสงอาทิตย์ที่สะท้อนจาก พื้นผิว ดวงจันทร์ใช้เวลา 1.2–1.3 วินาทีในการเดินทางมายังพื้นผิวโลก (เดินทางประมาณ350 000ถึง400,000 กิโลเมตร ) |
10-6 | 1.58 × 10 −5 ปีแสง | หนึ่งหน่วยดาราศาสตร์ (ระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงโลก) แสงใช้เวลาเดินทางประมาณ 499 วินาที (8.32 นาที) [28] |
1.27 × 10 −4 ปีแสง | ยานสำรวจฮอยเกนส์ลงจอดบนไททันนอกดาวเสาร์และส่งภาพจากพื้นผิวของดาว ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 1.2 พันล้านกิโลเมตร | |
5.04 × 10 −4 ปีแสง | ยานนิวฮอไรซันส์สำรวจดาวพลูโตในระยะห่าง 4.7 พันล้านกิโลเมตร และใช้เวลาเดินทาง 4 ชั่วโมง 25 นาทีจึงจะถึงโลก | |
10-3 | 2.04 × 10 −3 ปีแสง | ยานสำรวจอวกาศที่อยู่ไกลที่สุดคือยานโวเอเจอร์ 1อยู่ห่างจากโลกประมาณ 18 ชั่วโมงแสง (130 AU,19.4 พันล้านกิโลเมตร หรือ 12.1 พันล้านไมล์) เมื่อเดือนตุลาคม 2014 [อัปเดต][ 29]จะใช้เวลาประมาณใช้เวลา 17,500ปีจึงจะเดินทางได้ 1 ปีแสงด้วยความเร็วปัจจุบันประมาณ 17 กม./วินาที (38,000 ไมล์ต่อชั่วโมง 61,200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) เทียบกับดวงอาทิตย์ เมื่อวันที่ 12 กันยายน 2013 นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ประกาศว่ายานโวเอเจอร์ 1ได้เข้าสู่ ส สารระหว่างดวงดาว เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 2012 กลายเป็นวัตถุ ที่มนุษย์สร้างขึ้นชิ้นแรกที่ออกจากระบบสุริยะ[30 ] |
2.28 × 10 −3 ปีแสง | ยานโวเอเจอร์ 1ข้อมูลเมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2561 ห่างจากโลกเกือบ 20 ชั่วโมงแสง (144 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 21,600 ล้านกิโลเมตร หรือ 13,400 ล้านไมล์) | |
10 0 | 1.6 × 10 0 ปีแสง | เมฆออร์ตมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณสองปีแสง คาดว่าขอบด้านในจะอยู่ที่50,000 AU ≈ 0.8 LY โดยมีขอบด้านนอกอยู่ที่100,000 ดาวออสเตรเลีย≈ 1.6 ปีแสง |
2.0 × 10 0 ปีแสง | ระยะทางสูงสุดโดยประมาณที่วัตถุสามารถโคจรรอบดวงอาทิตย์ ได้ ( Hill sphere / Roche sphere )125,000 au ) เหนือจากนี้ไปจะเป็นมวลสารระหว่าง ดวงดาวที่มีแรงโน้มถ่วง นอก ระบบสุริยะที่ อยู่ ลึกลงไป | |
4.24 × 10 0 ปีแสง | ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุดที่รู้จัก(นอกเหนือจากดวงอาทิตย์) คือ ดาวพร็อกซิมา เซนทอรีอยู่ห่างออกไปประมาณ 4.24 ปีแสง[31] [32] | |
8.6 × 10 0 ปีแสง | ดาว ซิริอุสดาวที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้ายามค่ำคืน มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงสองเท่าและส่องสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 25 เท่า เนื่องจากมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า | |
1.19 × 10 1 ปีแสง | Tau Ceti eเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่สามารถอยู่อาศัยได้ มีมวลมากกว่าโลกถึง 6.6 เท่า และอยู่ตรงกลางของเขตอยู่อาศัยได้ของดาวฤกษ์Tau Ceti [ 33] [34] | |
2.05 × 10 1 ปีแสง | Gliese 581ดาวแคระแดงที่มีดาวเคราะห์นอกระบบที่ตรวจจับได้หลายดวง | |
3.1 × 10 2 ปีแสง | คาโนปัส เป็นดาวที่มีความสว่างเป็นอันดับสองบนท้องฟ้าภาคพื้นดิน รองจากซิริอุส ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ยักษ์สว่าง ประเภท A9 ส่องสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ 10,700เท่า | |
10 3 | 3 × 10 3 ปีแสง | A0620-00 ซึ่ง เป็นหลุมดำที่อยู่ใกล้ที่สุดเป็นอันดับสองที่รู้จักมีขนาดประมาณห่างออกไป 3,000ปีแสง. |
2.6 × 10 4 ปีแสง | ศูนย์กลางของทางช้างเผือกอยู่ที่ประมาณห่างออกไป 26,000ปีแสง[35] [ 36] | |
1 × 10 5 ปีแสง | ทางช้างเผือกเป็นเรื่องเกี่ยวกับกว้าง 100,000 ปีแสง | |
1.65 × 10 5 ปีแสง | R136a1ในกลุ่มเมฆแมเจลแลนใหญ่ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ส่องสว่างมากที่สุดที่ทราบ โดยมีความสว่าง มากกว่า ดวงอาทิตย์ถึง 8.7 ล้านเท่า มีขนาดปรากฏ 12.77 สว่างกว่า3C 273เพียง เล็กน้อย | |
10 6 | 2.5 × 10 6 ปีแสง | กาแล็กซีแอนดรอเมดาอยู่ห่างออกไปประมาณ 2.5 ล้านปีแสง |
3 × 10 6 ปีแสง | กาแล็กซีสามเหลี่ยม ( M33 ) อยู่ห่างออกไปประมาณ 3 ล้านปีแสง ถือเป็นวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า | |
5.9 × 10 7 ปีแสง | กระจุกดาราจักรขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้ที่สุดคือกระจุกดาราจักรหญิงสาว อยู่ห่างออกไปประมาณ 59 ล้านปีแสง | |
1.5 × 10 8 –2.5 × 10 8 ปีแสง | The Great Attractorอยู่ห่างออกไปประมาณ 150 ถึง 250 ล้านปีแสง (โดยเป็นการประมาณการล่าสุด) | |
10 9 | 1.2 × 10 9 ปีแสง | กำแพงเมืองจีนสโลน (อย่าสับสนระหว่างกำแพงเมืองจีนและHer–CrB GW ) พบว่าอยู่ห่างออกไปประมาณหนึ่งพันล้านปีแสง |
2.4 × 10 9 ปีแสง | 3C 273 เป็นควาซาร์ที่สว่างที่สุดทางแสงมีขนาดปรากฏ 12.9 และมีแสงสลัวกว่าR136a1 เพียงเล็กน้อย 3C 273 อยู่ห่างออกไปประมาณ 2,400 ล้านปีแสง | |
4.57 × 10 10 ปีแสง | ระยะทางที่เคลื่อนที่จากโลกไปยังขอบจักรวาลที่มองเห็นได้คือประมาณ 45,700 ล้านปีแสงในทุกทิศทาง นี่คือรัศมี การเคลื่อนที่ ของจักรวาลที่สังเกตได้ซึ่งมากกว่าอายุของจักรวาลที่กำหนดโดยรังสีพื้นหลังของจักรวาลดูได้ที่นี่ว่าเหตุใดจึงเป็นไปได้ |
ระยะทางระหว่างวัตถุภายในระบบดาวมักจะเป็นเศษส่วนเล็กๆ ของปีแสง และโดยปกติจะแสดงเป็นหน่วยดาราศาสตร์อย่างไรก็ตาม หน่วยความยาวที่เล็กกว่าสามารถสร้างขึ้นได้โดยคูณหน่วยเวลาด้วยความเร็วแสง ตัวอย่างเช่นวินาทีแสงซึ่งมีประโยชน์ในทางดาราศาสตร์ โทรคมนาคม และฟิสิกส์เชิงสัมพันธภาพ คือ299 792 458เมตร หรือ1-31 557 600ของปีแสง หน่วยต่างๆ เช่น นาทีแสง ชั่วโมงแสง และวันแสง มักใช้ใน สิ่งพิมพ์ ทางวิทยาศาสตร์ยอดนิยมเดือนแสง ซึ่งเท่ากับประมาณหนึ่งในสิบสองของปีแสง มักใช้เป็นหน่วยวัดโดยประมาณเช่นกัน[37] [38]หอดูดาวเฮย์เดนระบุเดือนแสงอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นว่าเป็นเวลาเดินทางของแสง 30 วัน[39]
แสงเดินทางได้ประมาณหนึ่งฟุตในหนึ่งนาโนวินาทีคำว่า "ฟุตแสง" บางครั้งใช้เป็นหน่วยวัดเวลาอย่างไม่เป็นทางการ[40]