Hubble, ESA, NASA

Rok świetlny to daleko… a może dawno?

Zwykle, kiedy ktoś mówi, że „to było lata świetlne temu”, słusznie poprawiamy go, że rok świetlny to miara odległości, a nie czasu. Jeśli jednak się nad tym zastanowimy, to okaże się, że odpowiedź na tytułowe pytanie wcale nie jest taka jednoznaczna.

Zacznijmy jednak od podstaw. Rok świetlny (z angielskiego light-year lub light year, ly) to odległość wynosząca około 9,7 biliona kilometrów (9,4607×1015 m). Najchętniej po polsku nazywałabym go światłorokiem, analogicznie do roboczogodziny; pewnie powodowałoby to też mniej pomyłek.

Jak liczymy tę odległość? Jest to dystans pokonany przez światło (w założeniu nawet jeden foton) w ciągu roku według kalendarza juliańskiego, który w Polsce przestał obowiązywać pod koniec XVI wieku, ale w astronomii ma się doskonale: rok juliański to 365,25 dnia.

Prędkość światła wynosi 299 792 458 m/s, więc po wykonaniu prostego działania (rok juliański to 31 557 600 sekund) otrzymujemy zawrotną liczbę 9,7 bln km (już po zamianie metrów na kilometry, żeby nie komplikować wielkimi wartościami). I właśnie ta wartość to rok świetlny, z którym spotykamy się dość często, czytając teksty popularnonaukowe czy oglądając filmy.

Astronomia jednak chętniej korzysta z dwóch innych wartości: parsek i jednostka astronomiczna. Cóż to za jednostki?

Parsek (pc) wydaje się straszliwie skomplikowany:

Jednak jest to najwygodniejsza dla astronomów i astrofizyków jednostka (jesteśmy dziwni, cały układ okresowy poza helem i wodorem to dla nas metale), używana od dawna. W przeliczaniu na „normalne” jednostki jest to około 3,26 ly (31 bln km). Wygodniejsza, bo łatwiej można ją zastosować do danych pozyskanych z obserwacji dzięki kątowi paralaksy. Co to znaczy?

Paralaksa to zjawisko, które każdy z nas pamięta z dzieciństwa, choć nie znał tego słowa: pamiętacie nocne wyprawy samochodem, kiedy patrzyliście na świecący księżyc, który zdawał się podążać za wami do domu? To właśnie jest paralaksa: pozorne przemieszczanie się obiektu względem innych, bardziej odległych obiektów z powodu przemieszczenia się obserwatora: wszystko dokoła zdawało się poruszać znacznie szybciej.

Może wideo pomoże troszkę:

Paralaksa może też służyć do zgrubnego mierzenia bliższych odległości, ale na Ziemi nie jest przydatna ze względu na zbyt małe dystanse między obiektami.

Aby wyznaczyć kąt paralaksy, musimy przeprowadzić dwie obserwacje (oddalone w czasie, z Ziemi jest to pół roku – dopiero wtedy zauważymy minimalne przesunięcie) i wyznaczyć położenie obiektu względem sfery gwiazd stałych. Połowa odległości kątowej między tymi dwoma położeniami to właśnie kąt paralaksy.

Kąty paralaksy mierzy się w sekundach kątowych, ponieważ stopnie są niepraktyczne do tak małych wartości. Gwiazda o paralaksie z kątem 1″ znajduje się od Słońca w odległości 206 265 x 1 au, ale aby to dokładniej wyjaśnić, musielibyśmy teraz zacząć rysować okręgi i liczyć radiany, więc uznajmy, że zaufamy nauce i trygonometrii.

Jednostka astronomiczna z kolei (astronomical unit, au) wynosi około 149,6 miliona kilometrów i jest niczym innym, jak średnią odległością Ziemi od Słońca. Najbardziej przydatna jest przy określaniu odległości w układach planetarnych. W naszym układzie słonecznym przedstawia się to następująco: Merkury 0,4 au, Wenus 0,7 au, Ziemia 1 au, Mars 1,5 au, Jowisz 5,2 au, Saturn 9,6 au, Uran 19,2 au, Neptun 30 au.

Wróćmy jednak do tytułowego pytania: czy rok świetlny może oznaczać czas? Cóż, gdybyśmy umieli się teleportować, to w zasadzie mógłby: podróżując bowiem na ogromne dystanse szybciej niż prędkość światła jednocześnie podróżowalibyśmy w czasie, jednak obliczenie tego nie byłoby całkiem proste. Pozostańmy więc przy definicji oznaczającej odległość.

7 thoughts on “Rok świetlny to daleko… a może dawno?

  1. Podczas podróży nadświetlnej w hiperprzestrzeni czas i przestrzeń zamieniają się miejscami. Dlatego Sokół “made the Kessel Run in less than twelve parsecs” 😉

    4
  2. Fizycy twierdzą, że możliwa jest realizacja t.zw. mostu Einsteina – Rosena, czyli tunelu łączącego bezpośrednio dowolnie oddalone miejsca w przestrzeni (choć na razie nie potrafimy tego zrealizować, ale kiedyś – kto wie). Podróżując przez taki most przenosili byśmy informację z szybkością większą od szybkości światła, praktycznie – nieskończoną. Jaki by to miało wpływ na przyczynowość? Normalnie jeśli np. tu na Ziemi dokonamy czegoś, co skutkowało by na odległej o lata świetlne planecie (w innym układzie), to skutek może się tam objawić nie wcześniej, niż po tychże latach. Ale jeśli skorzystamy z rzeczonego mostu, skutek będzie natychmiastowy. Czy to zakłóci w jakiś sposób przyczynowość?

    • Niestety most Einsteina-Rosena się nie broni, byłby bardzo nietrwały, ale rozważania na temat podróży w czasie to moje ulubione i na pewno będzie o tym w cyklu o czarnych dziurach (zaraz po zakończeniu cyklu o wahadłowcach).

    • Ijon Tichy po oddaleniu się od Syriusza o niecały parsek, stwierdził, że do butli z tlenem nalano mu czystego winiaku. Musiał wrócić i złozyć reklamację. Kierownik stacji upierał się, że zamawiając tlen, Ijon Tichy mrugał. Może i mrugał, bo miał zapalenie spojówek, ale czy to usprawiedliwia taki stan rzeczy?
      (Ratujmy Kosmos. List otwarty Ijona Tichego)

      3
  3. Po polsku jednak lepiej brzmi “rok świetlny”, ”światłorok” to na pewno germanizm, jeśli nie rusycyzm. “Roboczogodzina”, “chłoporobotnik” to rzeczowniki złożone obce naszemu językowi.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *