Saturday, April 23, 2005

За размерите и разстоянията в Космоса



За да си представим необятността на Космоса Ви предлагам едно мисловно пътешествие, където всички разстояния са приведени към монета от един лев (радиус ~1 см). Поради неимоверно големия брой научно-фантастични произведения и спекулативните подхвърляния за посещения на извънземни, много хора са склонни да си представят, че Космоса е "на една ръка разстояние". А това не е така! Не можем да кажем, че тези разстояния могат да се преодолеят за мислимо време, поне не на нивото на съвременната наука. Останалото е научна-фантастика.
На места привеждам за справка и времето, което отнема на светлината да измине дадено разстояние. Според специалната теория на относителността (виж например тук), скоростта на светлината е максимално възможната скорост за нематериални тела, за материалните тя е недостижима. Това е опитно установено чрез множество лабораторни експерименти.
  1. В Слънчевата система:
    Ако размерът на Земята е представен чрез монетата от един лев, тогава
    • Луната ще се намира на 60 см.
    • Слънцето ще се намира на 230 м. Светлината изминава това разстояние за 8 мин.
    • Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон съответно на ~100 м, ~1 км, ~2 км, ~4 км, ~7 км, ~7 км.

      На 19 февруари 2006 НАСА изстреля космически кораб към Плутон, проект Нови хоризонти. Този космически кораб с размер на пиано е най-бързият построен от човечеството, движи се със скорост от около 54000 км/ч и ще достигне Плутон през лятото на 2015 г. 
  2. В нашата Галактика, Млечния път:
    Ако размерът на земната орбита е представен от монетата от един лев, тогава в центъра се намира Слънцето, а Земята изминава обиколката на монетата за една година. Радиусът на монетата (разстоянието Земя-Слънце) се нарича астрономическа единица (1 А.Е. = 1,5 млн. км). Светлината изминава това разстояние за 500 секунди (или 8 минути и 20 секунди).
    • Вояджър 1, най-отдалеченият космическият апарат произведен от човечеството, ще се намира на 94 см. Сигналът от Вояджър пътува до Земята за повече 12 часа.
    • Най-близката до Слънцето звезда: Проксима от Кентавър, ще бъде на 3 км. Светлината от Проксима стига до нас за 4 години и три месеца, а космически кораб би пътувал ~10 000 години.
    • Центърът на Галактика (намиращ се в съзвездие Стрелец) ще бъде на 17 000 км.
      Светлината от центъра на Галактиката достига до нас за ~26 хил. години. 
  3. В Местната система от галактики:
    Нека сега представим размера на Галактиката с монетата от един лев. Малко цифри:
    - Видимият размер на Галактиката е ~20-30 килопарсека (диаметър), което е 5 млрд. А.Е. Това представлява сега монетата от един лев. В този мисловен експеримент светлината пресича монетата в най-широката й част (т.е. диаметъра) за около 80-100 хил. години.
    • Големият и Малкият Магеланови облаци ще се намират съответно на 2.5 и 3 см.
    • Най-близката голяма спирална галактика - галактиката в Андромеда (или позната за астрономите като М31) ще бъде на 40 см.
      Светлината от Андромеда достига до нас за 2.5 милиона години!
    • До центъра на местния свръхкуп от галактики (купът в съзвездие Девица:), чийто член е Местната система от галактики (включващ нашата Галактика – Млечния път, сателитните Голям и Малък Магеланови облаци, Андромеда с нейните сателитни галактики джуджета и още няколко десетки по-малки галактики), разстоянието ще бъде 10 м.
За по-любознателните и тези, които искат сами да се уверят в размерите, по-долу са приведени различните разстояния в метри (система SI):
  • Светлинната година (св.г.) е разстоянието, което светлината изминава за една година: 1 св.г. = 9.461x1015метра
  • Парсек: 1 пс = 3.26 св.г. = 3.09x1016 м
  • Радиусът на Земята: R = 6.4x106 м
  • Разстоянието до Слънцето (1 А.Е.): 1 a.e. = 1.5x1011 м
  • Разстоянието най-близката звезда Проксима от Кентавър: 4.0x1016 м
  • Разстоянието до центъра на Галактиката: 2.5x1020 м
  • Диаметър на Галактиката: 6.2x1020 м
  • Разстоянията до Големия и Малкия Магеланов облак: 1.5x1021 и 2.0x1021 м
  • Разстоянието до М31 - галактиката в съзвездието Андромеда: 2.4x1022 м
  • Разстоянието до центъра на свръхкупа от галактики в Девица: 6.2x1023 м

Полезни връзки


Иван Вълчанов, 17 януари 2006 , 26 март 2007 (корекции)

Monday, April 11, 2005

Мисли

Умберто Еко, Името на розата:

Because learning does not consist only of knowing what we must or we can do, but also of knowing what we could do and perhaps should not do.