ما هي السنة الضوئية
السنة الضوئية في اللغة الإنجليزية تسمى السنة الضوئية وهي وحدة قياس تستخدم لقياس المسافات البعيدة جدا والمسافات الشاسعة كقياس المسافة بين الأرض والنجوم حيث تقاس هذه المسافة بالسنوات الضوئية، وتعرف السنة الضوئية بالمسافة المقطوعة في سنة واحدة من الضوء.
الفرق بين السنة الضوئية والسنة العادية
لا شك أن هناك كثيرين لا يعرفون الفرق بين السنة الضوئية والسنة العادية، حيث يختلط المفهوم عند البعض ولا يمكنهم معرفة الفرق بينهم، ومن هنا يمكن التعرف على الفرق بين السنة العادية والسنة الضوئية كالتالي:
- يُعرَّف العام العادي بأنه دوران كامل للكوكب حول الشمس.
- يستغرق دوران الكوكب حول الشمس حوالي 365 يومًا وربع، بينما السنة الكبيسة تساوي 366 يومًا، واليوم يحتوي على 60 دقيقة والدقيقة 60 ثانية.
- السنة الضوئية هي وحدة تُقاس بها المسافات في المجرة.
- تُعرَّف السنة الضوئية أيضًا بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة.
لماذا تقاس المسافة بالسنوات الضوئية؟
يتساءل الكثير من الناس عن سبب قياس المسافات الطويلة بالسنوات الضوئية على وجه الخصوص، ومن خلال النقاط التالية سنتعرف على إجابة هذا السؤال:
- الوحدات المعروفة مثل الكيلومترات والأميال وما إلى ذلك صغيرة جدًا بحيث لا يمكن قياس المسافات الشاسعة بين الكواكب.
- إذا أردنا استخدام الأميال، فسنجد أن أقرب نجم خلف الشمس يبعد 24800.000.000.000 ميل، أي ما يعادل 4.22 سنة ضوئية.
- تقع معظم النجوم التي نراها في الليل على بعد مئات السنين الضوئية من الأرض.
- تُقاس المسافة بين مجرة درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة بحوالي 2.54 مليون سنة ضوئية.
من اخترع مصطلح السنة الضوئية
يعتبر مصطلح السنة الضوئية مصطلحًا غريبًا، حيث يتساءل الكثيرون من هو الشخص المسؤول عن اختراع هذا الاسم، ومن هنا يمكن التعرف عليه في النقاط التالية:
- بعد أن اكتشف روميل مدى سرعة الضوء، قال العالم فريدريك أرينو في نهاية القرن السابع عشر أن سرعة الضوء مقياس يستخدم لمسافات شاسعة.
- في عام 1694، أوضح الباحث الإنجليزي فرانسيس روبرتس أن الضوء يستغرق وقتًا أطول عند السفر من النجوم، مقارنة بالبشر.
- في عام 1838، قام عالم الفلك فريدريك بيسل بقياس المسافة بدقة إلى النجم 61 سينجي، ومن ثم قال بيسل إن الضوء يستغرق حوالي 10.3 سنوات لقطع هذه المسافة.
- بعد عقدين من الزمن، أصبح مصطلح السنة الضوئية مصطلحًا واسع الانتشار في الكتب العلمية والفلكية المعروفة والمشهورة، ولم يعد المصطلح غريبًا وهو مستخدم بالفعل لقياس المسافات الشاسعة والكبيرة.
- بهذا، تم اكتشاف مصطلح السنة الضوئية من قبل العديد من علماء الفلك، وأصبح الآن مصطلحًا شائعًا ومعروفًا.
كم هي سنة ضوئية
علمنا سابقًا أن السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها شعاع ضوئي في الفراغ لمدة عام كامل، ومن هنا يمكننا تحديد طول السنة الضوئية على النحو التالي:
- يمر الضوء عبر الفراغ بشكل أسرع من مروره عبر أي نوع آخر من المواد، مثل المرور عبر الماء، على سبيل المثال، لذلك نجد أنه يستغرق حوالي 25٪ أبطأ.
- يتحرك الضوء إلى 299،792،458 مترًا في الثانية، وعندما تضرب هذا الرقم في عدد الثواني في السنة الواحدة، والذي يساوي 31،557،600، سنجد أن السنة الضوئية الواحدة تساوي 9،460،730،473،000 كيلومتر.
أمثلة على استخدام السنة الضوئية
يستخدم علماء الفلك السنة الضوئية لقياس مسافات كبيرة جدًا، ويستخدم الفرسخ الفلكي أيضًا، حيث يبلغ الفرس الفلكي حوالي 3.3 سنة ضوئية، ومن الأمثلة على استخدام السنة الضوئية:
- تقدر المسافة بين الأرض والمستعر الأعظم بحوالي 4000 سنة ضوئية.
- المسافة في مجرة درب التبانة حوالي 150.000 سنة ضوئية.
- تبلغ المسافة بين مجرة درب التبانة وأندروميدا حوالي 2.3 مليون سنة ضوئية.
- تُقاس المسافة بين الشمس والكوكب بحوالي 8 دقائق ضوئية.
- تبلغ المسافة بين الشمس وكوكب عطارد حوالي 2.66 دقيقة ضوئية.
- سنة ضوئية واحدة تساوي 9460.730.472.580.8 كيلومتر.
محاولة جاليليو لقياس سرعة الضوء
شرح العديد من العلماء العديد من الطرق المختلفة لقياس سرعة الضوء، ومن هنا يمكن التعرف على طريقة جاليليو لقياس سرعة الضوء على النحو التالي:
- وضع العالم جاليليو اثنين من مساعديه على أعلى الجبال، ويقدر هذان الجبلان بحوالي 10 كيلومترات بينهما.
- ثم أعطى كل واحد منهم فانوسًا، وسألهم أنه إذا رأى أحدهم ضوء الفانوس، فيجب على الشخص الآخر فتح فانوسه أيضًا.
- تم إجراء هذه التجربة بالفعل ونعرف الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول إلى الجانب الآخر.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذه التجربة لم تعط نتيجة ثابتة لقياس سرعة الضوء من خلالها.
طريقة روميل لقياس سرعة الضوء
قام Rommel بالعديد من المحاولات لقياس سرعة الضوء، ومن هنا يمكن تحديد طريقة Rommel لقياس سرعة الضوء كما يلي:
- في عام 1675 أجرى رومل تجربة ناجحة، هذه التجربة لقياس سرعة الضوء، حيث اكتشف أن كوكب الأرض يدور حول كوكب المشتري في فترة تقدر بـ 45 يومًا.
- على مدار عام، تعرف رومل على بعض ملاحظات القمر آيو، واكتشف من هذه الملاحظات أن هناك وقتًا أطول يقضيه عندما تكون الأرض بعيدة عن المشتري.
- تعد تجربة وتحليل روميل أكثر دقة من طريقة وتجربة جاليليو.
سرعة الضوء في الفراغ
- هناك العديد من التجارب العلمية لقياس سرعة الضوء، حيث يعتبر العالم فيزيو أول من قام بحساب سرعة الضوء بشكل غير صحيح مقارنة بالنسب التي تم التوصل إليها سابقًا.
- النسبة التي وجدها فيزيو هي أن سرعة الضوء 108 × 3.1 م / ث.
- بعد هذه النتيجة تم التوصل إلى نتائج أكثر صحة ودقة، حيث كانت نسبة الخطأ تساوي 1 م / ث وهي نسبة صغيرة جدًا لأن سرعة الضوء تساوي 299.792.458 م / ث.
طريقة حساب السنة الضوئية
هناك العديد من العلماء الذين طوروا قوانين في الفيزياء لمعرفة كيفية حساب السنة الضوئية، وهذه القوانين تساعد في قياس المسافة والوقت، على النحو التالي:
- سيتم استبدال السرعة بـ x، والوقت g.
- X = 299.792.458، g = 365 يومًا * 24 ساعة * 60 دقيقة * 60 ثانية.
- عن طريق الضرب التبادلي q = xx g.
- P = 299.792.458 × 365 × 24 × 60 × 60.
- P = 9،454،254،955،488،000 متر.
- وبالتالي، يمكن اعتبار أن السنة الضوئية تساوي 9،454،254،955،488،000.
في هذه المقالة، تعلمنا ما هي السنة الضوئية، وتعلمنا الفرق بين السنة الضوئية والسنة العادية، وتعلمنا سبب قياس المسافة في السنة الضوئية. محاولة جاليليو قياس سرعة الضوء، وطريقة روميل في قياس سرعة الضوء، وتحدثنا أيضًا عن سرعة الضوء في الفراغ، وتعلمنا كيفية حساب السنة الضوئية.