Lightyears 101: Beobachten wir die Sterne in Echtzeit?

In unserem Sonnensystem ist Saturn der am weitesten von der Erde entfernte Planet, der mit bloßem Auge gesehen werden kann. Und wenn er von einem Asteroiden zerstört wird, während Sie ihn beobachten mit oder ohne Teleskop, wäre der Ringplanet immer nochfür Sie im Durchschnitt etwa 80 Minuten sichtbar, selbst nachdem es in Teilen zerlegt ist. Dies geschieht aufgrund der durchschnittlichen Entfernung.zwischen Saturn und Erde ist 0,00015 Lichtjahre, was bedeutet, dass das Licht vom Saturn dauert ca. 80 Minuten um deine Augen auf der Erde zu erreichen.

Wenn also irgendein Stern, den Sie von der Erde aus beobachten, 100 Lichtjahre entfernt ist, dann ist das, was Sie von Ihrem Teleskop aus beobachten, nicht sein aktueller Status, sondern das, was der Stern vor 100 Jahren war. Deshalb wird Teleskop manchmal auch als Astronomische Zeitmaschine. Die Messung astronomischer Entfernungen in Meilen oder Kilometern ist aufgrund der großen Entfernungen und des verwendeten Maßstabs unpraktisch. Die Messung in Lichtjahren ermöglicht es Astronomen auch, in die Zeit zurückzublickenAugen ist alles, was wir im Weltraum sehen können, bereits geschehen. Wenn Sie also etwas genau zwei Lichtjahre entfernt beobachten, sehen Sie es so, wie es vor genau zwei Jahren aussah.

Was ist ein Lichtjahr?

Die Lichtgeschwindigkeit ist eine Konstante. In einem Vakuum bewegt sich Licht ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von 670.616.629 mph 1.079.252.849 km/h. In einem Erdjahr von 364,25 Tagen 8.766 Stunden legt Licht eine Entfernung von 5.878.625.370.000 Meilen 9,5Billionen km. Diese Entfernung wird als ein Lichtjahr bezeichnet.

Da die Entfernung zwischen kosmischen Körpern meistens in Form von Millionen und Milliarden Kilometern angegeben wurde, war eine bequemere Maßeinheit erforderlich, um solche großen Entfernungen einfach auszudrücken, und dies führte dazu, dass das Lichtjahr als Einheit zur Messung astronomischer Entfernungen verwendet wurde.

Wie der Wert andeutet, ist Lichtjahr oder Lichtjahr/Lj eine Entfernungseinheit. Ein häufiges Missverständnis über Lichtjahr ist, dass es sich um eine Zeiteinheit handelt, was falsch ist. Lichtjahr wird im Allgemeinen verwendet, um die Entfernung zwischen Erde undHimmelskörper außerhalb unseres Sonnensystems.

Lichtgeschwindigkeit und die Entdeckung des Lichtjahres

Damit Wissenschaftler das Lichtjahr richtig berechnen konnten, war es wichtig, dass sie den Wert der Lichtgeschwindigkeit haben. Die antiken griechischen Philosophen waren sich über die Natur der Lichtgeschwindigkeit nicht einig. Der Philosoph Empedokles dachte, dass Licht reist und daher eine Reisegeschwindigkeit haben muss. Aristoteles argumentierte dagegen, dass Licht augenblicklich ist.

Mitte des 17. Jahrhunderts, Galileo Galilei führte Experimente zur Lichtgeschwindigkeit mit Menschen durch, die etwa eine Meile voneinander entfernt auf Hügeln platziert waren und Laternen hielten. Aber die Entfernung war nicht weit genug, um die Lichtgeschwindigkeit aufzuzeichnen, nur um daraus zu schließen, dass sich Licht schneller fortbewegt als Schall.

1676, dänischer AstronomOle Römer, kam versehentlich auf eine neue Schätzung für die Lichtgeschwindigkeit, als er versuchte, eine zuverlässige astronomische Uhr für Seeleute auf See zu schaffen. Er verwendete Beobachtungen der Finsternisse des Jupitermondes Io, um die Lichtgeschwindigkeit abzuschätzen bei etwa 124.000 Meilen pro Sekunde 200.000 km/s.

Das unterscheidet sich jedoch von der Lichtgeschwindigkeit, die wir heute kennen 299.792 km/s, aber diese Anomalie lag nicht daran, dass Rømers Methode fehlerhaft war, sondern daran, dass damals der tatsächliche Durchmesser der Erde 12.742km war nicht bekannt. Später berechnete der niederländische Mathematiker Christiaan Huygens die Lichtgeschwindigkeit auf 220.000 Meilen pro Sekunde viel näher an der tatsächlichen, indem er den wahren Wert des Erddurchmessers in Rømers Berechnungen anwendete.

Im Jahr 1729 stellte der englische Astronom James Bradley seine Theorie über die Aberration des Lichts scheinbare Bewegung von Sternen relativ zu ihrer Geschwindigkeit vor der Royal Society vor. In seiner Studie schätzte er die Lichtgeschwindigkeit auf 185.000 Meilen pro Sekunde 301.000 km./S, was innerhalb von etwa 1 % des Wertes liegt, den wir heute kennen.

Zwei getrennte Versuche der französischen Physiker Hippolyte Fizeau und Leon Foucault Mitte des 19. Jahrhunderts kamen jeweils innerhalb von etwa 1.000 Meilen pro Sekunde 1.609 km/s der Lichtgeschwindigkeit nach.

Im Jahr 1879 verwendete der Physiker Albert A. Michelson Spiegel und Linsen, um die Lichtgeschwindigkeit bei 186.355 Meilen pro Sekunde 299.910 km/s zu messen. Vierzig Jahre später verwendete er ein kilometerlanges druckloses Rohr aus gewelltem Stahlrohr zur Simulationein Beinahe-Vakuum und geben eine bessere Messung, die nur geringfügig unter dem heute akzeptierten Wert der Lichtgeschwindigkeit liegt.

Im Jahr 1838 verwendete der deutsche Physiker Friedrich Wilhelm Bessel den Wert der Lichtgeschwindigkeit, um die Entfernung zwischen der Erde und dem Doppelsternsystem 61 Cygni zu messen. Obwohl er nicht explizit erwähnt das Wort „Lichtjahr“, erklärte er, dass Licht 10,3 Jahre brauchen würde, um von 61 Cygni zur Erde zu gelangen. Dies war das erste Mal, dass ein Physiker Lichtjahr als Maß für die Entfernung verwendete, und daher wird Bessel auch als gutgeschriebendie Person, die Lightyear entdeckt hat.

Der Begriff „Lichtjahr“ wurde zum ersten Mal im Jahr 1851 in einer in Deutschland ansässigen Veröffentlichung namens Lichtjare erwähnt. Zu der Zeit, als Einstein seine entwickelte Spezielle Relativitätstheorie E=mc2, das davon ausgeht, dass sich Licht immer mit endlicher Geschwindigkeit fortbewegt, war Lichtjahr bereits zu einer beliebten Einheit zur Messung astronomischer Entfernungen unter Wissenschaftlern geworden.

Lichtjahr vs. astronomische Einheit vs. Mondentfernung vs. Parsec

Neben Lichtjahr gibt es auch andere Einheiten wie astronomische Einheit AU, Mondentfernung LD und Parsec pc, die verwendet werden, um die Entfernung zwischen verschiedenen Objekten im Weltraum zu messen. In der Astronomie, Mondentfernung, oder die charakteristische Entfernung Erde-Mond, ist die große Halbachse der geozentrischen Mondumlaufbahn. Sie beträgt ungefähr 400.000 km, was einer Viertelmillion Meilen oder 1,28 Lichtsekunden entspricht. Die Mondentfernung wird üblicherweise verwendet, um die Entfernung zu Begegnungen mit erdnahen Objekten auszudrücken.

Eine Astronomische Einheit AE ist gleich der mittleren Entfernung vom Erdmittelpunkt zum Sonnenmittelpunkt.

Sowohl Mondentfernung als auch astronomische Einheiten werden verwendet, um die Entfernung zwischen Objekten in unserem Sonnensystem auszudrücken, während Lichtjahr und Parsec werden verwendet, um die Entfernungen außerhalb unseres Sonnensystems zu messen z. B. die Entfernung zwischen Galaxien.

Ein Parsec ist die Entfernung, bei der der Radius von Erdes Umlaufbahn überspannt einen Winkel von einer Bogensekunde ein Winkel wird von einem Bogen überspannt, wenn seine beiden Strahlen durch die Endpunkte dieses Bogens verlaufen. Also a Stern im Abstand von einem Parsec hätte a Parallaxe der Winkelunterschied in der Richtung eines Himmelskörpers, gemessen von zwei Punkten auf der Erdumlaufbahn von einer Sekunde. Ein Lichtjahr entspricht 63.241 AE, aber ein Parsec entspricht 3,26 Ly oder 206.265 AE.

Einige interessante Fakten über Lichtjahre

Ein Lichtjahr kann weiter in Lichtstunden, Lichtminuten, Lichtsekunden und sogar Lichtnanosekunden unterteilt werden, zum Beispiel braucht das Licht der Sonne acht Minuten, um die Erde zu erreichen, was auch bedeutet, dass die Sonne acht Lichtminuten von der Erde entfernt ist.Hier sind einige interessante Fakten zu Lichtjahren :

• Voyager 1, eine 1977 von der NASA gestartete Raumsonde, sendete im November 2021 ein Signal von einem Entfernung von 21,31 Lichtstunden 14,45 Milliarden Meilen. Dies ist die weiteste Entfernung, die ein künstliches Objekt im Weltraum zurückgelegt hat.
  
• Die der Milchstraße unserer Galaxie am nächsten bekannte Galaxie ist die Canis Major Dwarf Galaxy, die 25.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt ist. Die Schütze-Elliptische Zwerggalaxie ist mit 70.000 Lichtjahren von der Sonne die nächstnächste. Die am weitesten entfernte Galaxiebekannte Galaxie von der Erde heißt GN-z11, sie wurde 2016 vom Hubble-Teleskop entdeckt und damals wurde angenommen, dass sie sei 13,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt oder 134 Millionen Kilometer das sind 134 gefolgt von 30 Nullen.
  
• Ein Radarsystem, das Funkwellen verwendet, um ein fliegendes Flugzeug zu erkennen, misst die Zeit in Nanosekunden, um herauszufinden, wie weit ein Ziel entfernt ist, weil sich Funkwellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Eine Nanosekunde entspricht einem Milliardstel einer Sekunde. L Flug bewegt sich mit 30 cm 1 Fuß pro Nanosekunde.
  
• Die NASA behauptete kürzlich, dass es Parker-Solarsonde hat „die Sonne berührt“. Es wird auch angenommen, dass es das schnellste von Menschenhand geschaffene Objekt im Weltraum ist und voraussichtlich Geschwindigkeiten von erreichen wird. 690.000 km/h . Das ist schnell genug, um in weniger als einer Sekunde von Philadelphia nach Washington, DC zu gelangen.

Der große amerikanische Astronom Edwin Hubble sagte einmal: „Die Suche wird weitergehen, der Drang ist älter als die Geschichte, er wird nicht befriedigt und nicht unterdrückt.“ Die Erforschung des Weltraums kann auch als Suche nach dem betrachtet werden, was jenseits der Erde und der Sterne liegt.Als Entfernungseinheit erinnert uns das Lichtjahr auch daran, wie riesig das Universum ist und wie viel Menschheit und Wissenschaft noch lernen müssen.