السنة الضوئية .. وحدة زمن أم مسافة .. أم الاثنتان معا؟
اعلانالسنة الضوئية هي وحدة قياس لا غنى عنها لأي شخص يحاول فهم الفضاء الخارجي.
السنة الضوئية يمكن أن تكون مفهومًا محيرًا لغير العلماء، إنها وحدة مسافة على الرغم من أن اسمها يحتم كونها وحدة زمن.
ولم تفلح أفلام الخيال العلمي والبرامج التلفزيونية بتخفيف هذا الارتباك والحيرة بل زادت الطين بلة.
كم يبلغ مدى السنة الضوئية؟
السنة الضوئية هي المسافة التي ينتقل بها شعاع الضوء في فراغ في سنة واحدة. ومن المهم التشديد على الفراغ لأن الضوء يتباطأ أثناء مروره عبر أي نوع من المادة. (في الماء ، على سبيل المثال ، يسافر حوالي 25 بالمائة أبطأ).
معظم الكون هو فراغ شبه مثالي ، لذلك يمكن للفلكيين عموما افتراض أن الضوء يتحرك في سرعته القصوى.
يسافر الضوء إلى 299،792،458 متر في الثانية. بضرب هذا الرقم بعدد الثواني في السنة 31،557،600، نحصل على الإجابة: سنة ضوئية واحدة هي 9،460،730،473،000 كيلومتر.
لماذا يقيس الفلكيون المسافة بالسنوات الضوئية؟
إن الوحدات المألوفة مثل الكيلومترات والأميال عاجزة أمام اتساع الكون. فأقرب نجم وراء الشمس "بروكسيما سينتوري" يبعد 24800000000000 ميل، اختصاراً؟ 4.22 سنة ضوئية !
تقع معظم النجوم التي نراها في الليل على بعد بضع مئات من السنين الضوئية من الأرض. تبعد مجرة درب التبانة التي نعيش فيها عن مجرة أندروميدا 2.54 مليون سنة ضوئية، رقم هائل ولكنه يقى معقولاً أكثر من 14 بليون و 900 كدريليون ميل.
إذاً السنوات الضوئية وحدة لقياس المسافة وليس الوقت؟
بالمعنى الدقيق للكلمة ، نعم.
تمامًا مثل الأقدام والبوصة.
لكن هناك جانب رائع آخر لقصة السنة الضوئية. نظرًا لأن الضوء يتحرك بسرعة محدودة، فإن كل ما تشاهده قد عفا عليه الزمن، نظرتك للعالم هي في الواقع صورة لما بدت عليه الأمور في اللحظة التي بدأ فيها نورها يسير نحوك.
إذا كنت تحدق في غرفة ما، فإن التأخير هو مجرد جزء من المليار من الثانية، غير محسوس نهائياً. انظر إلى القمر، فتراه كما بدا من حوالي عامين ونصف. شاهد غروب الشمس، لترى كيف كانت الشمس منذ 8.3 دقيقة.
التأثير هو أكثر وضوحا بكثير بالنسبة للنجوم. إنها على بعد سنوات ضوئية، لذلك عندما تنظر إليها، فإنك تنظر إلى الماضي تنظر إلى السنوات الماضية.
يقع سيريوس ، النجم الأكثر إشراقًا في السماء ، على بعد 8.6 سنة ضوئية من الأرض، مما يعني أن الضوء الذي تشاهده قد بدأ بالسفر من 8.6 عامًا. بعبارة أخرى، نحن دائما نرى سيريوس كما كان قبل 8.6 سنة.
دنيب، نجمة تبعد حوالي 2500 سنة ضوئية، كان وهجها في الطريق إلينا بالفعل بينما كان أرسطو على قيد الحياة !
اعلانوينطبق هذا على ملايين بل بلايين السنين، لهذا باختصار، السنة الضوئية تقيس المسافة فقط ولكن الضوء نفسه يعمل كآلة لقياس الوقت، مما يسمح لنا بمراقبة الكون كما كان منذ قديم الزمان.
كيف نعرف سرعة الضوء؟
بدأ الأمر مع أول رومر ، وهو عالم فلك دانمركي من القرن السابع عشر. أظهرت حساباته وتجاربه أن الضوء يسافر 131000 ميل في الثانية، مع الأخذ بالاعتبار أنه كان يقوم بهذا العمل بعد 60 سنة فقط من اختراع التلسكوب.
للمزيد على يورونيوز:
تلف جهاز للاستشعار أفشل إطلاق الصاروخ سويوز
اعلانشاهد: إنطلاق "بيبيكولومبو" في رحلة فضائية لاستكشاف عطارد
مسبار ’’ماسكوت‘‘ يستعد قريبا للهبوط على كويكب ريوغو
من اخترع مصطلح "سنة ضوئية"؟
يقول فريدريك أرينو، وهو عالم فلك ومؤرخ علم في مرصد باريس، "إن مفهوم سرعة الضوء كمقياس للمسافة وجد بالفعل في نهاية القرن السابع عشر، بعد اكتشاف مدى دقة سرعة الضوء من قبل رومر".
غرق العلماء في الفكرة بسرعة لدرجة أنه أصبح من المستحيل التحديد على وجه اليقين. ويشير أرينو إلى شخص معين هو: الباحث الإنجليزي فرانسيس روبرتس، الذي تأثر عام 1694 الذي رأى أن الضوء يستغرق وقتًا أطول أثناء السفر من النجوم مما نستغرقه نحن أثناء القيام برحلة سفر".
اعلانفي البداية ، كانت هذه الأفكار غامضة بالضرورة لأن العلماء لم يكن لديهم سوى فكرة تقريبية عن المسافة التي تبعدها النجوم. إلى أن قاس عالم الفلك الألماني فريدريك بيسل عام 1838 المسافة الدقيقة للنجم 61 سيغني. وفي وصفه للعدد الهائل الذي حصل عليه ، كتب بيسل أن "الضوء يستهلك 10.3 سنوات لاجتياز هذه المسافة". وكانت هذه أكثر لحظة محددة واضحة تتحدث عن المفهوم الخاص للسنة الضوئية.
في غضون عقدين، كانت السنة الضوئية شائعة في كتب العلوم الشعبية، لكن أرينو يقول إن علماء الفلك المحترفين قاوموا لفترة طويلة استخدام هذا المصطلح، ولاعتبارهم السنة الضوئية غير مقنعة وكافية علمياً، لأنه لا يمكن قياسها مباشرة.
كيف يقيس الفلكيون المسافات بالسنوات الضوئية؟
لا يزال التزيح أو ما يعرف بالتخاطل، وهو تغير ظاهري في موقع الشيء المنظور وبخاصة الجرم السماوي بسبب اختلاف مكان الرؤية، أحد أقوى أدوات الفلكيين لقياس المسافة. أنفقت وكالة الفضاء الأوروبية 750 مليون دولارعلى تليسكوب غايا الفضائي، الذي يستخدم حاليا التزيح لقياس المسافات لأكثر من مليار نجم عبر مجرتنا.
وبعيدًا عن درب التبانة، حيث تكون اختلافات التزيح صغيرة جدًا حتى في حالة اكتشاف غايا ، يحسب علماء الفلك المسافات عن طريق ملاحظة أنواع معينة من النجوم المتغيرة، ولا تزال هذه المقاربات تعتمد على قياسات التزيح كنقطة مرجعية لها.
اعلانولما كان عملهم متجذراً بعمق في اختلاف المنظر أو التزيح، فإن الفلكيين عادة ما يستخدمون وحدة مسافة ثانية، "بارسك" وهي مقدار التزيح خلال ثانية واحدة. والوحدة الواحدة منه تساوي 3.26 سنة ضوئية.