Attālumi kosmosā - fakti bērniem

• Maijs 19, 2024

Cik garš tu esi? Cik tālu esat no Ņujorkas? Cik tālu ir planētas, zvaigznes un galaktikas?

Mērot garumu un attālumu, mums ir jādomā par mērogs un vienības izmantot mērīšanai.

Mērogs ir apmēram izmērā. Aptuveni līdzīga izmēra lietas ir vienādas mērogā. Piemēram, cilvēki ir dažāda lieluma. Bet mēs visi esam vienā mērogā, salīdzinot ar kukaiņiem, kuri ir daudz mazāki, vai pilsētām, kas ir daudz lielāki. Bērns, kura augums ir 1,4 m (4 pēdas 7 collas), ir arī 0,0014 km (0,00086 jūdzes) garš. Jūs varat redzēt, kāpēc bērna mērīšanai mēs izmantojām skaitītājus un pilsētas kilometrus.

Mēs varam domāt par Zemi un Zemes-Mēness sistēmu tādā pašā mērogā.
Ja jūs atrastos Ņujorkā, viena no vistālākajām vietām, uz kuru varētu lidot, ir Dunedina Jaunzēlandē. Tas atrodas 15 000 km (9300 jūdzes) attālumā. Mums nav nevienas vietas uz Zemes, kas atrodas vairāk nekā aptuveni 20 000 km (12 500 jūdzes) attālumā, tāpēc kilometri un jūdzes ir vienības, kas darbojas.

Mēness ir mazāks nekā Zeme, bet tas atrodas daudz tālāk nekā jebkura vieta uz Zemes. Mēnesim, tāpat kā planētām, ir elipsveida orbītā. Tas nozīmē, ka tas nav aplis, bet nedaudz olu formas, tāpēc mainās tā attālums no mums. Tālākais ir 410 000 km (252 000 jūdzes) no mums. Kaut arī tas ir daudz jūdžu, daudzi cilvēki ir nobraukuši vairāk nekā miljonu jūdžu uz Zemes, tāpēc vienības joprojām darbojas.

Saules sistēma ir pārāk liela, lai nobrauktu kilometrus.
Venera ir mums tuvākā planēta, un pat tad, kad tā ir vistuvāk, tā atrodas 38 200 000 km (23 700 000 jūdzes) attālumā. Kad tas atrodas mums pretējā Saules pusē, tas var sasniegt pat 251 000 000 km (156 000 000 jūdzes).

Saule atrodas apmēram 150 000 000 km (93 000 000 jūdzes) attālumā, kad atrodaties uz Zemes. Bet tas ir 780 000 000 km (480 000 000 jūdzes) no Jupitera un milzīgs 4500 000 000 km (2 800 000 000 jūdzes) no Neptūna. Labi! Šie skaitļi man sāp galva. Attālumi Saules sistēmā noteikti ir lielāki nekā Zemes-Mēness sistēmā.

Astronomiskā vienība (AU) ir attālums no Zemes līdz Saulei.
Pirms četriem simtiem gadu vācu matemātiķis Johanness Keplers atklāja, ka laiks, kādā planētai jāiet ap Sauli, ir atkarīgs no tā, cik tālu tā atrodas. Piemēram, izmantojot Keplera formulu, jūs varētu redzēt, ka Jupiters ir vairāk nekā piecas reizes tik tālu no Saules, cik Zeme. Tas nozīmē, ka Jupiteram ir 5,2 AU. Neptūns atrodas 30 AU. Tagad, kad esam izmērījuši Zemes un Saules attālumu, mēs arī zinām, cik tālu planētas atrodas kilometros.

Zvaigžņu attālumi ir lielāki nekā Saules sistēmas attālumi.
Tuvākā zvaigzne Saulei ir Proxima Centauri, un tā atrodas apmēram 40 triljonu (40 000 000 000 000) km attālumā. Tas ir 271 000 AU. Denebs zvaigznājā Cygnus ir viena no vistālākajām zvaigznēm, ko mēs varam redzēt bez binokļa. Tas atrodas vismaz 400 reizes tālāk nekā Proxima, tāpēc astronomiskās vienības šeit mums nepalīdzēs.

Ir divas vienības, kuras mēs varam izmantot zvaigžņu attālumiem. Jūs droši vien esat dzirdējis gaismas gadi, bet parasti izmanto profesionāli astronomi parsecs.

Gaismas gads (LY) izklausās pēc tā, ka mēra laiku, bet tas ir attāluma mērvienība.
Gaismas gads ir attālums, ko gaisma noiet gadā. Kustība ar ātrumu 300 000 km sekundē (186 000 jūdzes sekundē) ir aptuveni 9,5 triljoni km (6 triljoni mi). Proxima atrodas 4,2 LY attālumā un Deneba vismaz 1600 LY attālumā.

Mēs neesam pārliecināti, cik liela ir visa mūsu Galaktika, taču tā garums ir no 100 000 līdz 120 000 LY. Tas ir liels, bet nav salīdzināms ar attālumiem starp galaktikām. Tuvākā lielā galaktika mums ir lielā spirālveida galaktika Andromedā, kas atrodas aptuveni 2,5 miljonu gaismas gadu attālumā.

Astronomi ir izmērījuši attālumu līdz tuvumā esošajām zvaigznēm, atrodot parallaks.
Vispirms apskatīsim, kas ir paralakse. Turiet roku taisni un pielieciet īkšķi uz augšu. Paskatieties taisni īkšķī. Tagad aizveriet vienu aci, tad otru. Šķiet, ka īkšķis pārvietojas salīdzinājumā ar istabu, kas atrodas aiz tā. Tā ir paralakse.

Mērnieki uz Zemes un astronomi izmanto metodi ar nosaukumu triangulācija izmērīt objekta paralēlu. Tas dod savu attālumu. Jo tuvāk tas atrodas, jo lielāka ir paralēle.

Lai iegūtu zvaigznes paralēlu, jums tas jānovēro fona zvaigžņu priekšā no divām vietām, kas atrodas tālu viena no otras. Ja jūs gaidīsit sešus mēnešus pēc pirmā novērojuma, Zeme atradīsies pretējā tās orbītas pusē. Tātad jūsu otrā atrašanās vieta tagad ir 2 AU attālumā no pirmās. (Noklikšķiniet, lai redzētu diagrammu, kā darbojas paralakss. Lai atgrieztos šajā rakstā, pārlūkprogrammā nospiediet atpakaļvērsto bultiņu.)

Parsecs stāsta, cik tālu jāatrodas objektam, lai būtu zināma paralēle. Viens parsels ir vienāds ar 3,26 gaismas gadiem. Proxima Centauri ir 1,3 parsešu (pc) attālumā, bet Deneba - vismaz 490 pc.Mēs varam izmantot prefiksus lielākiem attālumiem. Kiloparsecs (kpc) ir viens tūkstotis parseku, tāpēc Piena ceļš šķērso aptuveni 35 kpc, un attālums līdz Andromedas galaktikai ir ap 750 kpc. Vēl lielākiem attālumiem ir parocīgs megaparsecs (Mpc) - tas ir miljons parseku.

Video Instrukcijas: Ilgonis Vilks. Visuma noslēpumus šķetinot. 7. lekcija: Līdz Visuma robežai (Maijs 2024).