همشهری آنلاین - سمیرا مصطفی نژاد: نانوثانیه نوری برابر مسافت 30 سانتیمتری است که نور طی یک میلیاردم ثانیه در آن حرکت می‌کند و مقیاسی برای سنجش سرعت نور است که رادارها از آن برای سنجش مسافت اجرامی مانند هواپیماها از آن استفاده می‌کنند.

سال نوری

آنتن یک رادار، امواج رادیویی کوتاهی را ارسال کرده و در انتظار بازتاب آن از سوی یک جسم مانند هواپیما می‌ماند،‌در مرحله انتظار رادار تعداد نانوثانیه‌هایی که می‌گذرند را محاسبه می‌کند. امواج رادیویی با سرعتی برابر نور حرکت می‌کنند از این رو تعداد نانوثانیه‌ها تقسیم بر دو می‌تواند مسافت یک جسم را برای رادار مشخص سازد.

سال نوری چیست؟

سال نوری یکی از شیوه‌های محاسبه مسافت است. شاید نام این واحد زیاد با مسافت هم‌خوانی نداشته باشد زیرا از واژه سال معمولا برای اندازه‌گیری زمان استفاده می‌شود، با این‌همه از سال نوری برای محاسبه فاصله استفاده می‌شود.

معمولا همه برای اندازه‌گیری مسافت متناسب با کشوری که در آن زندگی می‌کنند، به واحدهایی مانند اینچ/فوت/مایل و یا سانتیمتر/متر/کیلومتر عادت کرده‌اند. همه از مقدار متر یا فوت آگاهی دارند و از آنجایی که تقریبا هر روز با آن سرکار دارند، در استفاده از این واحدها هیچ مشکلی ندارند. مایل و کیلومتر نیز به همین شکل واحد‌های انسانی هستند که به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

زمانی که ستاره‌شناسان از تلسکوپ‌های خود برای نگاه کردن به ستاره‌ها استفاده می‌کنند،‌ فواصل فراتر از متر و سانتیمتر و اینچ است، در واقع فواصلی که ستاره‌شناسان با آنها سروکار دارند باورنکردنی و غیر قابل تصور است. برای مثال نزدیکترین ستاره به زمین پس از خورشید، در فاصله 38,000,000,000,000 کیلومتری از زمین قرار دارد. این نزدیک‌ترین ستاره است. ستاره‌هایی نیز هستند که میلیاردها برابر این ستاره از زمین فاصله دارند. زمانی که بحث بر سر چنین فاصله‌هایی باشد،‌ واحد‌هایی مانند مایل و کیلومتر دیگر کاربردی نخواهند داشت زیرا در صورت استفاده از این واحد‌ها،‌رقم فاصله بسیار بزرگ و غیر قابل خواندن خواهد شد و هیچ‌کس دوست ندارد درباره اعداد 20 رقمی صحبت کرده و مطلب بنویسد!

از این رو برای محاسبه چنین فاصله‌های دوری، از واحد سال نوری استفاده می‌شود. نور با سرعتی برابر 300 هزار کیلومتر بر ثانیه یا 186 هزار مایل بر ساعت حرکت می‌کند. از این رو یک ثانیه نوری برابر مسافتی برابر 300 هزار کیلومتر است و بر همین اساس،‌ یک سال نوری مسافتی است که نور می‌تواند در طی یک سال حرکت کند که برابر :

300,000 کیلومتر بر ثانیه ضربدر 60 ثانیه بر دقیقه ضربدر 60 دقیقه بر ساعت ضربدر 24 ساعت در روز ضربدر 365 روز در سال است که برابر می شود با :9,460,800,000,000 کیلومتر!

استفاده از سال نوری به عنوان واحد اندازه‌گیری مسافت مزیت دیگری نیز دارد، می‌توان از آن برای محاسبه سن ستاره‌ها نیز استفاده کرد. تصویر می‌کنیم ستاره‌ای در فاصله یک میلیون سال نوری از زمین قرار گرفته است. نور این ستاره برای رسیدن به زمین با سرعت نور حرکت کرده‌است از این رو نور ستاره برای رسیدن به زمین یک میلیون سال در سفر بوده‌است،‌به بیانی دیگر نوری که امروز از این ستاره بر روی زمین دیده می شود یک میلیون سال پیش تولید شده‌است و چهره‌ای که امروز از این ستاره‌ دیده می‌شود درواقع چهره یک میلیون سال پیش آن ستاره است نه چهره امروزی آن.

تاریخچه سال نوری

اولین محاسبه موفقیت‌آمیز مسافت ستاره‌ای به جز خورشید از زمین در سال 1838 توسط فردریش بسل انجام گرفت. این ستاره ماکیان 61 یا Cygni 61 نام داشت و بسل برای محاسبه این فاصله از یک هلیومتر 160 میلیمتری استفاده کرد. در آن زمان بزرگترین واحد برای محاسبه مسافت در فضا واحد اخترشناسی یا AU بود. این واحد برابر شعاع مدار زمین یعنی 1.50 ضربدر 10 به توان 8 کیلومتر بود که با استفاده از آن فاصله این ستاره تا زمین 660 هزار واحد اخترشناسی محاسبه شد. در آن زمان بسل دریافت برای محاسبه چنین فواصلی به واحدی بزرگتری نیاز خواهد بود.

جیمز بردلی در سال 1729 به این نکته اشاره کرد که سرعت نور 10 هزار و 210 برابر سریعتر از سرعت چرخش زمین در مدار خودش است. در سال 1769 عبور سیاره ونوس منجر به آشکار شدن فاصله زمین تا خورشید شد و این پدیده به همراه یافته‌های بردلی منجر به محاسبه اولیه سرعت نور شد که برابر با 3.01 ضربدر 10 به توان هشت مایل بر ثانیه بود،‌مقداری بسیار نزدیک به مقدار امروزی سرعت نور.

بسل از این سرعت برای محاسبه مسافتی که نور طی یک سال سفر می‌کند استفاده کرده و بر اساس آن فاصله ستاره ماکیان 61 را 10.3 سال نوری اعلام کرد. این اولین باری بود که سال نوری به عنوان واحد اندازه‌گیری مسافت‌های کیهانی مورد استفاده قرار گرفت.

منبع: هاواستافورکز

کد خبر 192886

برچسب‌ها