Năm ánh sáng – Lý do nào khiến được dùng làm thước đo trong Vũ Trụ

Bình luận: 0 Ngày đăng: 03/07/2019

Năm ánh sáng – Lý do nào khiến được dùng làm thước đo trong Vũ Trụ

Câu hỏi tại sao các nhà thiên văn học dùng “năm ánh sáng” chứ không phải kilomet để đo khoảng cách giữa các thiên thể? Câu trả lời sau đây sẽ rất thú vị đó.

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường dùng đơn vị đo là cm, m, km,… để tính toán độ dài của một vật thể. Ví dụ, một tấm gỗ có độ dày 1cm, chiều dài của cái bàn là 1m2, chiều cao của một người là 1m7 hoặc khoảng cách giữa hai thành phố là 20km,…

Xem thêm: Tốc độ ánh sáng – Định nghĩa, ký hiệu và đơn vị tính

Khi biểu thị đơn vị cho một thứ gì đó ở cự ly ngắn, chúng ta thường dùng đơn vị đo nhỏ có thể là mm, cm,… Ngược lại, chúng ta sử dụng những đơn vị đo lớn hơn để biểu thị cự ly dài như m, km,…

Trong nghiên cứu thiên văn học, người ta cũng dùng mét để làm đơn vị đo. Ví dụ: Bán kính đường xích đạo của Trái Đất là 6.378 km, đường kính của Mặt Trăng là 3.474 km hay Mặt Trăng cách Trái Đất 384.403 km…

 

Nhưng nếu dùng đơn vị km để biểu thị khoảng cách giữa các vì hành tinh, thiên thể với nhau thì không được thuận tiện lắm, vì so với khoảng cách đó thì đơn vị này “chẳng thấm vào đâu”.

Ví dụ, khoảng cách từ một hành tinh gần chúng ta nhất đó là Sao Thủy đến Trái Đất là 40.000 tỉ km. Như bạn thấy, đó là một hành tinh gần chúng ta nhất mà có một khoảng cách không hề nhỏ chút nào, như vậy còn những vì sao, hành tinh khác xa hơn thì sao, liệu chúng ta vẫn phải sử dụng đơn vị đó để biểu thị khoảng cách đó chăng?

Mặt khác, các nhà nghiên cứu đã phát hiện tốc độ ánh sáng rất lớn, mỗi giây ánh sáng có thể đi được 30 vạn km (con số chính xác là 299.792.458 km), và thực tế quãng đường của 1 năm ánh sáng đi được là khoảng 1 vạn tỉ km, số km chính xác là 9.460,5 tỉ km.

Vậy chúng ta có thể dùng cách tính quãng đường đi giữa các thiên thể là “năm ánh sáng” để làm đơn vị tính khoảng cách giữa các thiên thể được không? Đó là một gợi ý rất quan trọng và rất quan trọng trong việc tính khoảng cách trong không gian vũ trụ.

Xem thêm: Vận tốc ánh sáng – Vai trò cơ sở vật lý

Định nghĩa

Năm ánh sáng là đơn vị đo chiều dài sử dụng trong đo khoảng cách thiên văn. Nó bằng khoảng 9,5 nghìn tỷ km hoặc 5,9 nghìn tỷ dặm. Theo định nghĩa của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU), một năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng truyền trong chân không trong khoảng thời gian một năm Julius (365,25 ngày).

Bởi vì nó gồm từ “năm”, thuật ngữ năm ánh sáng đôi khi bị giải thích nhầm thành đơn vị của thời gian và thường hay được sử dụng nhiều nhất khi biểu diễn khoảng cách đến các sao hoặc đến những khoảng cách lớn hơn trong phạm vi thiên hà, đặc biệt đối với đại chúng và ở các ấn phẩm phổ biến khoa học.

Đơn vị đo thường hay sử dụng trong trắc lượng học thiên thể là parsec (ký hiệu: pc, bằng khoảng 3,26 năm ánh sáng; đây là khoảng cách mà khi nhìn một đơn vị thiên văn dưới góc mở bằng một giây cung).

Trước năm 1984, năm chí tuyến (không phải năm Julius) và một phép đo (không dùng để định nghĩa) tốc độ ánh sáng đã được đưa vào trong Hệ thống hằng số thiên văn của IAU (1964), được sử dụng từ 1968 đến 1983.

Tích của năm chí tuyến theo kỷ nguyên J1900.0 của Simon Newcomb là 31556925,9747 giây của lịch thiên văn (ephemeris second) nhân với tốc độ ánh sáng 299792.5 km/s cho kết quả một năm ánh sáng bằng 9,460530 x 1015m (làm tròn đến 7 chữ số thập phân) có thể tìm thấy ở một số tài liệu hiện đại có lẽ bắt nguồn từ một nguồn cũ như tham khảo công trình Astrophysical Quantities của Clabon Allen năm 1973, mà được cập nhật trong năm 2000, bao gồm giá trị của IAU (1976) như nêu ở trên (lấy đến 10 chữ số thập phân),

Những giá trị chính xác cao khác không được tính dựa trên một hệ thống nhất quán của IAU. Giá trị 9,460536207 x 1015m có trong một số cuốn sách hiện đại là tích của trung bình một năm Gregorius (365,2425 ngày hay 31556952 giây) và tốc độ ánh sáng (299792458 m/s). Một giá trị khác, 9,460528405 x 1015m, là tích của trung bình một năm chí tuyến J1900.0 với tốc độ ánh sáng.

Ngày nay các nhà thiên văn học đã dùng năm ánh sáng để tính cự ly, khoảng khách giữa các thiên thể trong vũ trụ, đã trở thành một đơn vị cơ bản trong thiên văn học – vũ trụ.

Nếu dùng năm ánh sáng để biểu thị khoảng cách của ngôi sao lân cận đối với chúng ta thì đó là 4,22 năm AS. Sao Ngưu Lang cách chúng ta 16 năm ánh sáng, sao Chức Nữ khoảng cách là 26,3 năm AS. Chòm sao Tiên Nữ nằm ngoài hệ Ngân hà cách chúng ta khoảng 220 vạn năm ánh sáng.

Ngày nay các nhà nghiên cứu khoa học thiên văn đã quan trắc được thiên thể có cự ly xa nhất đối với chúng ta trên 10 tỉ năm ánh sáng. Đường kính của hệ Ngân hà là 10 vạn năm AS. Những khoảng cách này đều rất khó dùng km để biểu thị khoảng cách với những con số cực khủng như  này.

Trong thiên văn học còn có một đơn vị khác dùng để tính khoảng cách giữa cách thiên thể. Có loại đơn vị nhỏ hơn, ví dụ đơn vị thiên văn.

Một đơn vị thiên văn được tính bằng khoảng cách bình quân từ Trái Đất đến Mặt Trời (149,6 triệu km) loại đơn vị này chủ yếu để tính khoảng cách giữa các thiên thể trong phạm vi hệ Mặt Trời. 

Còn có loại đơn vị lớn hơn như đơn vị tính pacsec (một pacsec bằng 3,26 năm ánh sáng, một megapacec bằng 106 pacsec).

Xem thêm: Tìm hiểu thêm về bức xạ điện từ (hay sóng điện từ)

 

Theo Tri Thức Trẻ