Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Comment calculer une année-lumière ou une autre distance de lumière
- Distances Cosmologiques et Redshift
- Trouver la distance cosmologique
Beaucoup de gens comprennent mal ce qu'est une "année lumière". Bien que cela ressemble à une mesure du temps, parce que cela inclut l’année, c’est en fait une distance. En un sens, il s’agit d’une distance exprimée en termes de vitesse de la lumière. Vous pouvez donc également prendre d’autres mesures, comme une journée-lumière ou même une lumière-seconde. Cependant, ceci n’est qu’une partie de l’histoire, car les distances à l’échelle cosmique sont compliquées par l’expansion du tissu de l’espace-temps. Calculer une année-lumière est facile, il suffit de multiplier la vitesse de la lumière par le nombre de secondes d’une année, mais calculer les distances cosmologiques n’est pas si facile. Le redshift de l'objet est la chose la plus facile à définir objectivement, mais il existe d'autres concepts tels que la distance de communication qui peuvent également être utiles.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Trouvez la distance en lumière en utilisant la formule:
réL = ct
Où c est la vitesse de la lumière, réL est la distance, et t est la période. Pour une année lumière:
Année lumière = vitesse de la lumière × nombre de secondes dans une année
Les distances cosmologiques peuvent être déterminées à l'aide d'un calculateur cosmologique et du décalage vers le rouge de l'objet en question.
Comment calculer une année-lumière ou une autre distance de lumière
Calculez une année-lumière en utilisant la formule simple:
Année lumière = vitesse de la lumière × nombre de secondes dans une année
Le symbole indique généralement la vitesse de la lumière c, et si vous le multipliez par une longueur de temps (t), vous obtiendrez cette "distance de lumière" (réL) hors du calcul. Pour que vous puissiez écrire:
réL = ct
La vitesse de la lumière est d'environ 2,998 × 10.8 mètres par seconde, donc une année-lumière est:
Année lumière = 2,998 × 108 m / s × 365,25 jours / an × 24 heures / jour × 60 minutes / heure × 60 secondes / minute
= 9.46 × 1015 m
Ce calcul utilisait 365,25 jours par an pour tenir compte des années bissextiles. De même, un jour de lumière est:
Jour de Lumière = 2.998 × 108 m / s × 24 heures / jour × 60 minutes / heure × 60 secondes / minute
= 2.59 × 1013 m
Distances Cosmologiques et Redshift
Les distances à l'échelle cosmologique sont compliquées car l'ensemble de l'espace-temps est en expansion constante. Ainsi, par exemple, si un signal lumineux d'une galaxie lointaine vient vers nous, il se déplace à la vitesse de la lumière et prend probablement des centaines de millions d'années pour terminer le voyage. Pendant ce temps, l’espace lui-même s’est élargi et la distance est encore plus grande qu’elle ne l’aurait été au début du voyage. Cela rend vraiment difficile de définir ce que cela signifie vraiment. veux dire dire quelque chose a parcouru une certaine distance à travers l'espace. La distance "comoving" s’allonge avec l’espace, ce qui explique ce problème, mais elle n’est toujours pas adaptée à toutes les situations.
La mesure la plus objective de la distance dans l'espace est le «décalage vers le rouge». Elle mesure l'ampleur de l'extension de l'onde lumineuse (en la rapprochant de l'extrémité rouge du spectre) en raison de l'expansion de l'espace au cours de son parcours. S'il se déplace plus loin, il aura davantage décalé la longueur d'onde de la lumière.
Redshift (z) est défini comme:
z = (λobs – λdu repos) / λdu repos
Où λ est le symbole de la longueur d'onde et les indices «obs» et «reste» désignent respectivement la longueur d'onde que vous observez et la longueur d'onde dans le repère où elle a été émise. Vous pouvez trouver la longueur d'onde au moment de son émission en vous basant sur les valeurs standard obtenues en laboratoire, car différentes substances absorbent et émettent de la lumière dans des parties spécifiques du spectre.
Trouver la distance cosmologique
Trouver des distances cosmologiques est assez difficile. Bien que vous puissiez le calculer, la meilleure approche consiste à utiliser une calculatrice cosmologique avec certains paramètres standard déjà entrés. Entrez le décalage vers le rouge de l'objet pour lequel vous souhaitez rechercher la distance, en utilisant les paramètres suggérés par la calculatrice, et vous obtiendrez de nombreuses mesures de distance, notamment la distance de communication et le temps de parcours de la lumière. Vous pouvez multiplier le temps de parcours de la lumière (converti en secondes, comme dans la première section) par la vitesse de la lumière pour trouver la distance parcourue par la lumière elle-même.