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Año luz

El año luz es una unidad de longitud que se utiliza para expresar distancias astronómicas y equivale a unos 9,46  billones de kilómetros (9,46 × 10 12  km ) o 5,88 billones de millas (5,88 × 10 12  millas ). [nota 1] Según lo define la Unión Astronómica Internacional (IAU), un año luz es la distancia que la luz viaja en el vacío en un año juliano (365,25 días). [2] Debido a que incluye la palabra " año ", el término año luz a veces se malinterpreta como una unidad de tiempo. [3]

Año luz
12lightyears.gif
Mapa que muestra las estrellas que se encuentran a 12,5 años luz del Sol [1]
Información general
Unidad de sistemaunidades de astronomía
Unidad delargo
Símbololy [2]
Conversiones
1 ly [2] en ...... es igual a ...
   unidades métricas ( SI )   9.4607 × 10 15  m
   9.460 75  Pm
   unidades imperiales y estadounidenses   5.8786 × 10 12  millas
   unidades astronómicas   63 241  au
   0.3066  pieza

El año luz se utiliza con mayor frecuencia para expresar distancias a estrellas y otras distancias a escala galáctica , especialmente en contextos no especializados y publicaciones científicas populares . [3] La unidad más utilizada en astronomía profesional es el parsec (símbolo: pc, unos 3,26 años luz) que deriva de la astrometría : es la distancia a la que una unidad astronómica subtiende un ángulo de un segundo de arco . [2]

Definiciones

Según lo definido por la IAU, el año luz es el producto del año juliano [nota 2] (365,25 días en contraposición al año gregoriano de 365,2425 días ) y la velocidad de la luz (299 792 458  m / s ). [nota 3] Ambos valores están incluidos en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1976) , utilizado desde 1984. [5] A partir de esto, se pueden derivar las siguientes conversiones. La UAI reconoce abreviatura de año luz es Ly, [2] aunque otros estándares como ISO 80000 uso "ly" [6] [7] y abreviaturas localizadas son frecuentes, tales como "al" en francés (de un nnée- l umière ), española (de un ño l uz ) e italiano (de un nno l UCE ), "Lj" en alemán (de L icht j Ahr ), etc.

1 año luz   = 9 460 730 472 580 800 metros (exactamente)
≈ 9.461 petametros
≈ 9.461 billones de kilómetros (5.879 billones de millas )
≈ 63 241 0,077 unidades astronómicas
≈ 0.306 601 pársecs

Antes de 1984, el año tropical (no el año juliano) y una velocidad de la luz medida (no definida) se incluían en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1964), utilizado de 1968 a 1983. [8] El producto de Simon Newcomb ' s J1900.0 año tropical medio de31 556 925 0,9747 efemérides segundos y una velocidad de la luz de299 792,5 km / s produjeron un año luz de9.460 530 × 10 15  m (redondeado a los siete dígitos significativos en la velocidad de la luz) que se encuentran en varias fuentes modernas [9] [10] [11] probablemente se derivó de una fuente antigua como la referencia de cantidades astrofísicas de 1973 de CW Allen trabajo, [12] que se actualizó en 2000, incluido el valor IAU (1976) citado anteriormente (truncado a 10 dígitos significativos). [13]

Otros valores de alta precisión no se derivan de un sistema IAU coherente . Un valor de9.460 536 207 × 10 15  m encontrado en algunas fuentes modernas [14] [15] es el producto de un año gregoriano medio (365,2425 días o31 556 952  s ) y la velocidad definida de la luz (299 792 458  m / s ). Otro valor9.460 528 405 × 10 15  m , [16] es el producto del año tropical medio J1900.0 y la velocidad definida de la luz.

Las abreviaturas utilizadas para años luz y múltiplos de años luz son

  • "ly" durante un año luz [2]
  • "kly" por un kilolight-year (1,000 años luz) [17]
  • "Mly" para un megalight-year (1,000,000 años luz) [18]
  • "Gly" por un gigalight-year (1,000,000,000 de años luz) [19]

Historia

La unidad del año luz apareció unos años después de la primera medición exitosa de la distancia a una estrella distinta al Sol, realizada por Friedrich Bessel en 1838. La estrella tenía 61 Cygni , y usó un heliómetro de 6.2 pulgadas (160 mm) diseñado por Joseph von Fraunhofer . La unidad más grande para expresar distancias a través del espacio en ese momento era la unidad astronómica, igual al radio de la órbita de la Tierra (1,50 × 10 8  km o9,30 × 10 7  mi ). En esos términos, los cálculos trigonométricos basados ​​en el paralaje de61 Cygnide 0.314 segundos de arco, mostraron que la distancia a la estrella era660 000 unidades astronómicas (9,9 × 10 13  km o6,1 × 10 13  mi ). Bessel agregó que la luz tarda 10,3 años en recorrer esta distancia. [20] Reconoció que sus lectores disfrutarían de la imagen mental del tiempo de tránsito aproximado de la luz, pero se abstuvo de usar el año luz como una unidad. Es posible que le haya molestado expresar distancias en años luz porque reduciría la precisión de sus datos de paralaje debido a la multiplicación por el parámetro incierto de la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz aún no se conocía con precisión en 1838; su valor cambió en 1849 ( Fizeau ) y 1862 ( Foucault ). Todavía no se consideraba una constante fundamental de la naturaleza, y la propagación de la luz a través del éter o el espacio era todavía enigmática.

La unidad del año luz apareció en 1851 en un artículo astronómico popular alemán de Otto Ule . [21] Ule explicó la rareza del nombre de una unidad de distancia que termina en "año" comparándolo con una hora de caminata ( Wegstunde ).

Un libro astronómico popular alemán contemporáneo también notó que año luz es un nombre extraño. [22] En 1868, una revista inglesa etiquetó el año luz como una unidad utilizada por los alemanes. [23] Eddington llamó al año luz una unidad inconveniente e irrelevante, que a veces había pasado del uso popular a las investigaciones técnicas. [24]

Aunque los astrónomos modernos a menudo prefieren usar el parsec , los años luz también se usan popularmente para medir las extensiones del espacio interestelar e intergaláctico.

Uso del término

Las distancias expresadas en años luz incluyen aquellas entre estrellas en la misma área general, como las que pertenecen al mismo brazo espiral o cúmulo globular . Las propias galaxias abarcan desde unos pocos miles hasta unos cientos de miles de años luz de diámetro y están separadas de las galaxias vecinas y los cúmulos de galaxias por millones de años luz. Las distancias a objetos como los cuásares y la Gran Muralla Sloan ascienden a miles de millones de años luz.

Lista de órdenes de magnitud para la longitud
Escala (ly) Valor Artículo
10 −94,04 × 10 -8  Ly La luz solar reflejada desde la superficie de la Luna tarda entre 1,2 y 1,3 segundos en recorrer la distancia hasta la superficie de la Tierra (viajando aproximadamente350 000 hasta400 000 kilómetros).
10 −61,58 × 10 -5  Ly Una unidad astronómica (la distancia del Sol a la Tierra). La luz tarda aproximadamente 499 segundos (8,32 minutos) en recorrer esta distancia. [25]
1,27 × 10 -4  Ly La sonda Huygens aterriza en Titán frente a Saturno y transmite imágenes desde su superficie, a 1.200 millones de kilómetros de la Tierra.
5,04 × 10 -4  Ly New Horizons se encuentra con Plutón a una distancia de 4,7 mil millones de kilómetros, y la comunicación tarda 4 horas y 25 minutos en llegar a la Tierra.
10 −32.04 × 10 −3  ly La sonda espacial más distante , la Voyager 1 , estaba a unas 18 horas luz de la Tierra en octubre de 2014.[actualizar]. [26] Tardará aproximadamente17 500 años para alcanzar un año luz a su velocidad actual de unos 17 km / s (38 000  mph ) en relación con el Sol. El 12 de septiembre de 2013, los científicos de la NASA anunciaron que la Voyager 1 había entrado en el medio interestelar del espacio el 25 de agosto de 2012, convirtiéndose en el primer objeto creado por el hombre en abandonar el Sistema Solar . [27]
2,28 × 10 -3  Ly Voyager 1 en octubre de 2018, a casi 20 horas luz de la Tierra
10 01.6 × 10 0  ly La nube de Oort tiene aproximadamente dos años luz de diámetro. Se especula que su límite interno está en50 000  au , con su borde exterior en100 000  au .
2.0 × 10 0  ly Extensión máxima del dominio gravitacional del Sol ( esfera de Hill / esfera de Roche ,125 000  au ). Más allá de esto está el medio interestelar gravitacional ex-solar profundo .
4.24 × 10 0  ly La estrella conocida más cercana (que no sea el Sol), Proxima Centauri , está a unos 4,24 años luz de distancia. [28] [29]
8,6 × 10 0  ly Sirius , la estrella más brillante del cielo nocturno. Dos veces más masivo y 25 veces más luminoso que el Sol, eclipsa a las estrellas más luminosas debido a su relativa proximidad.
1,19 × 10 1  ly HD 10700 e , un candidato extrasolar para un planeta habitable. 6.6 veces más masivo que la Tierra, se encuentra en el medio de la zona habitable de la estrella Tau Ceti . [30] [31]
2,05 × 10 1  ly Gliese 581 , una estrella enana roja con varios exoplanetas detectables.
3,1 × 10 2  ly Canopus , segundo en brillo en el cielo terrestre solo después de Sirio, un gigante brillante tipo A9 10 700 veces más luminosa que el sol.
10 33 × 10 3  ly A0620-00 , el segundo agujero negro conocido más cercano , está a aproximadamente3000 años luz de distancia.
2,6 × 10 4  ly El centro de la Vía Láctea se trata de26 000 años luz de distancia. [32] [33]
1 × 10 5  ly La Vía Láctea se trata de100 000 años luz de diámetro.
1,65 × 10 5  ly R136a1 , en la Gran Nube de Magallanes , la estrella más luminosa conocida con 8,7 millones de veces la luminosidad del Sol, tiene una magnitud aparente de 12,77, apenas más brillante que 3C 273 .
10 62,5 × 10 6  Ly La galaxia de Andrómeda está aproximadamente a 2,5 millones de años luz de distancia.
3 × 10 6  ly La galaxia del triángulo ( M33 ), a unos 3 millones de años luz de distancia, es el objeto más distante visible a simple vista.
5.9 × 10 7  ly El gran cúmulo de galaxias más cercano , el cúmulo de Virgo , está a unos 59 millones de años luz de distancia.
1,5 × 10 8 -2,5 × 10 8  Ly El Gran Atractor se encuentra a una distancia de entre 150 y 250 millones de años luz (esta última es la estimación más reciente).
10 91.2 × 10 9  ly Se ha medido que la Gran Muralla Sloan (que no debe confundirse con la Gran Muralla y Her – CrB GW ) se encuentra aproximadamente a mil millones de años luz de distancia.
2,4 × 10 9  Ly 3C 273 , ópticamente el quásar más brillante , de magnitud aparente 12,9, apenas más tenue que R136a1 . 3C 273 está a unos 2.400 millones de años luz de distancia.
4,57 × 10 10  ly La distancia combinada desde la Tierra hasta el borde del universo visible es de unos 45,7 mil millones de años luz en cualquier dirección; este es el radio de comandición del universo observable . Esto es mayor que la edad del universo dictada por la radiación cósmica de fondo ; vea aquí por qué esto es posible.

Unidades relacionadas

Las distancias entre objetos dentro de un sistema estelar tienden a ser pequeñas fracciones de un año luz y generalmente se expresan en unidades astronómicas . Sin embargo, de manera similar, se pueden formar unidades de longitud más pequeñas de manera útil multiplicando las unidades de tiempo por la velocidad de la luz. Por ejemplo, el segundo luz , útil en astronomía, telecomunicaciones y física relativista, es exactamente299 792 458 metros o 1 ⁄31 557 600 de un año luz. Unidades como el minuto luz, la hora luz y el día luz se utilizan a veces enpublicaciones dedivulgación científica. El mes luz, aproximadamente una doceava parte de un año luz, también se usa ocasionalmente como medidas aproximadas. [34] [35] ElPlanetario Haydenespecifica el mes luz de forma más precisa como 30 días de tiempo de viaje de la luz. [36]

La luz viaja aproximadamente un pie en un nanosegundo ; el término "pie ligero" se utiliza a veces como una medida informal de tiempo. [37]

Ver también

  • 1 petametro (ejemplos de distancias del orden de un año luz)
  • Medidas de distancia (cosmología)
  • Protocolo de Einstein
  • Longitud del Hubble
  • Órdenes de magnitud (longitud)

Notas

  1. ^ Un billón aquí se considera 10 12 (un millón de millones, o mil millones a larga escala).
  2. ^ Un año juliano es exactamente 365,25 días (o31 557 600  s del basan en un día de exactamente86 400 SI segundos) [4]
  3. ^ La velocidad de la luz es precisamente299 792 458  m / s por definición del metro.

Referencias

  1. ^ El universo a 12,5 años luz: las estrellas más cercanas
  2. ^ a b c d e International Astronomical Union, Measuring the Universe: The IAU and Astronomical Units , consultado el 10 de noviembre de 2013
  3. ^ a b Bruce McClure (31 de julio de 2018). "¿Qué tan lejos está un año luz?" . EarthSky . Consultado el 15 de octubre de 2019 .
  4. ^ Recomendaciones de la IAU relativas a las unidades , archivadas desde el original el 16 de febrero de 2007
  5. ^ " Constantes astronómicas seleccionadas " en Almanaque astronómico , p. 6.
  6. ^ ISO 80000-3: 2006 Cantidades y unidades - Espacio y tiempo
  7. ^ IEEE / ASTM SI 10-2010, estándar nacional estadounidense para la práctica métrica
  8. ^ P. Kenneth Seidelmann, ed. (1992), Suplemento explicativo del Almanaque astronómico , Mill Valley, California: University Science Books, p. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
  9. ^ Constantes básicas , Sierra College
  10. ^ Marc Sauvage, Tabla de constantes astronómicas , archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008
  11. ^ Robert A. Braeunig, Constantes básicas
  12. ^ CW Allen (1973), Astrophysical Quantities (tercera edición), Londres: Athlone, p. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
  13. ^ Arthur N. Cox, ed. (2000), Astrophysical Quantities de Allen (cuarta ed.), Nueva York: Springer-Valeg, p. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
  14. ^ Nick Strobel, Constantes astronómicas
  15. ^ KEK B, Astronomical Constants , archivado desde el original el 9 de septiembre de 2007 , consultado el 5 de noviembre de 2008
  16. ^ Thomas Szirtes (1997), Análisis y modelado dimensional aplicado , Nueva York: McGraw-Hill, p. 60, ISBN 9780070628113
  17. ^ Comins, Neil F. (2013), Descubriendo el Universo Esencial (quinta ed.), WH Freeman, p. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
  18. ^ Hassani, Sadri (2010), De los átomos a las galaxias , CRC Press, p. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
  19. ^ Deza, Michel Marie; Deza, Elena (2016), Enciclopedia de distancias (cuarta ed.), Springer, p. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
  20. ^ Bessel, Friedrich (1839). "En el paralaje de la estrella 61 Cygni" . Revista Filosófica y Revista de Ciencias de Londres y Edimburgo . 14 : 68–72. La declaración de Bessel de que la luz emplea 10,3 años para atravesar la distancia.
  21. ^ Ule, Otto (1851). "Fue wir in den Sternen lesen" . Deutsches Museum: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben . 1 : 721–738.
  22. ^ Diesterweg, Adolph Wilhelm (1855). Populäre Himmelskunde u. astronomische Geographie . pag. 250.
  23. ^ El estudiante y observador intelectual de la ciencia, la literatura y el arte . 1 de abril). Londres: Groombridge and Sons. 1868. p. 240.
  24. ^ "Movimientos estelares y estructura del universo" . Consultado el 1 de noviembre de 2014 .
  25. ^ "Capítulo 1, Tabla 1-1" , Convenciones IERS (2003)
  26. ^ ¿DÓNDE ESTÁN LOS VIAJEROS? , consultado el 14 de octubre de 2014
  27. ^ La nave espacial de la NASA se embarca en un viaje histórico al espacio interestelar , consultado el 14 de octubre de 2014
  28. ^ NASA , Escalas de distancia cósmica: la estrella más cercana
  29. ^ "Proxima Centauri (Gliese 551)" , Enciclopedia de astrobiología, astronomía y vuelos espaciales
  30. ^ "Los planetas de Tau Ceti más cercanos alrededor de una sola estrella similar al Sol" . BBC News . 19 de diciembre de 2012 . Consultado el 1 de noviembre de 2014 .
  31. ^ Tuomi, Mikko; Jones, Hugh RA; Jenkins, James S .; Tinney, Chris G .; Butler, R. Paul; Vogt, Steve S .; Barnes, John R .; Wittenmyer, Robert A .; O'Toole, Simon; Horner, Jonathan; Bailey, Jeremy; Carter, Brad D .; Wright, Duncan J .; Salter, Graeme S .; Pinfield, David (marzo de 2013). "Señales incrustadas en el ruido de velocidad radial: variaciones periódicas en las velocidades τ Ceti" (PDF) . Astronomía y Astrofísica . 551 : A79. arXiv : 1212.4277 . Bibcode : 2013A & A ... 551A..79T . doi : 10.1051 / 0004-6361 / 201220509 . S2CID  2390534 .
  32. ^ Eisenhauer, F .; Schdel, R .; Genzel, R .; Ott, T .; Tecza, M .; Abuter, R .; Eckart, A .; Alexander, T. (2003), "Una determinación geométrica de la distancia al centro galáctico", The Astrophysical Journal , 597 (2): L121, arXiv : astro-ph / 0306220 , Bibcode : 2003ApJ ... 597L.121E , doi : 10.1086 / 380188 , S2CID  16425333
  33. ^ McNamara, DH ; Madsen, JB; Barnes, J .; Ericksen, BF (2000), "La distancia al centro galáctico", Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico , 112 (768): 202, Bibcode : 2000PASP..112..202M , doi : 10.1086 / 316512
  34. ^ Fujisawa, K .; Inoue, M .; Kobayashi, H .; Murata, Y .; Wajima, K .; Kameno, S .; Edwards, PG; Hirabayashi, H .; Morimoto, M. (2000), "Gran ángulo de flexión del chorro de mes luz en Centaurus A" , Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón , 52 (6): 1021-26, Código Bibliográfico : 2000PASJ ... 52.1021F , doi : 10.1093 / pasj / 52.6.1021 , archivado desde el original el 2 de septiembre de 2009
  35. ^ Junor, W .; Biretta, JA (1994), "El mes luz interior del jet M87", en Zensus, J. Anton; Kellermann; Kenneth I. (eds.), Fuentes de radio extragalácticas compactas, Actas del taller de NRAO celebrado en Socorro, Nuevo México, del 11 al 12 de febrero de 1994 , Green Bank, WV: Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), p. 97, Bibcode : 1994cers.conf ... 97J
  36. ^ Tiempo de viaje de luz y distancia por el planetario Hayden Consultado en octubre de 2010.
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enlaces externos

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