Beberapa poin menarik: Beberapa entitas berjarak 4000-6000 tahun cahaya, ini berarti cahaya yang kita lihat dari mereka hari ini terbentuk ketika kita masih menggunakan alat-alat batu di bumi
RhysW
1
4000 tahun cahaya sebagian besar masih di galaksi kita, yang kira-kira 100.000 tahun cahaya, dan tebal 3000-6000 tahun cahaya. Kebanyakan galaksi setidaknya jutaan tahun cahaya jauhnya.
Arne
Jawaban:
21
Ya, kecepatan cahaya dalam ruang hampa (atau c ) adalah 299.792.458 m / s dan satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun Julian (365.25 hari), yang keluar sebagai 9.4605284 × 10 15 meter. Karena c adalah kecepatan maksimum di mana semua energi, materi, dan informasi di Semesta dapat melakukan perjalanan, itu adalah konstanta fisik universal yang menjadi dasar tahun cahaya ( ly ) sebagai salah satu satuan panjang astronomi.
Itu berarti bahwa cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik tidak dapat bergerak lebih cepat dari c dan dalam satu tahun Julian dapat melintasi jarak maksimum
d = t * c
d jarak dalam meter
t waktu dalam detik
c kecepatan cahaya dalam ruang hampa dalam meter per detik
Jika kita menghitung jarak ini untuk 4,243 ly objek yang jauh, yang keluar sebagai 4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹atau tepatnya 40,141,879,395,160,334.4 meter (sekitar 40 triliun kilometer atau 25 triliun mil).
Itu adalah jarak yang ditempuh cahaya sejak terakhir kali dipantulkan (atau dalam kasus kami dipancarkan dari, karena Proxima Centauri adalah bintang katai merah ) permukaan benda langit menjadi 4,243 Julian tahun kemudian terlihat di titik pengamatan kami, dalam hal ini kasus planet Bumi kita dari mana jarak ke Proxima Centauri yang Anda kutip diukur.
Semakin kuat teleskop, semakin jauh ke masa lalu yang bisa kita lihat karena cahayanya jauh lebih tua! Ini berjalan sama terlepas dari jarak objek yang Anda amati, tetapi astronomi sangat rapi dalam hal ini dan kita dapat mengamati objek yang begitu jauh sehingga kita melihatnya dari waktu ketika mereka masih terbentuk.
Untuk membaca lebih lanjut tentang unit lain yang digunakan untuk mengukur objek jauh Anda mungkin tertarik membaca pertanyaan ini di parsec.
Jadi ketika kita melihat langit malam, kita melihat masa lalu. Katakanlah salah satu bintang yang kita lihat di langit adalah supernova dan tidak ada lagi dan katakanlah supernova ini 'kecil' dan hanya bisa dilihat jika Anda benar-benar berada di sebelah bintang. Katakanlah bintang ini berjarak sekitar 4ly. Jadi dalam 4 tahun kita tidak akan melihat bintang itu lagi kan?
NuWin
1
@NuWin Tidak ada yang namanya supernova sekecil itu. Dalam empat tahun Anda akan melihat supernova (setelah cahaya telah bepergian selama empat tahun dari perspektif pengamat di Bumi) yang secara bertahap akan memudar sampai tidak lagi terlihat dengan mata telanjang. Juga, semua orang akan mati.
Aurast
11
Jawaban yang lebih dalam adalah "ya dan tidak". Dalam kerangka referensi cahaya itu sendiri, perjalanan dari Proxima ke sini adalah instan. Dalam kerangka referensi kami, dibutuhkan empat tahun - ini semua terkait dengan relativitas dan sifat ruangwaktu.
Tetapi dalam pengertian sehari-hari kita memang melihat ke masa lalu pada cahaya dari bintang-bintang.
"Dalam kerangka referensi cahaya itu sendiri, perjalanan dari Proxima ke sini adalah instan." Bisakah Anda mengembangkannya dengan beberapa penjelasan?
vascowhite
2
Secara umum kenyataan ruang dan waktu adalah bagian dari "ruangwaktu" tunggal dan jika suatu benda bergerak melalui ruangwaktu dengan kecepatan cahaya maka ia tidak mengalami waktu. En.wikipedia.org/wiki/World_line ini mungkin membantu, meskipun seperti banyak artikel Wikipedia tentang sains, tidak perlu banyak tahanan ketika harus memperkenalkan subjek.
adrianmcmenamin
2
Itu menjadi aneh (dalam drum hum jenis normal relativitas umum) ketika Anda berpikir tentang perspektif foton. Foton dipancarkan oleh bintang dan diterima oleh mata Anda secara instan. Dalam arti sebenarnya, foton itu tidak mungkin dipancarkan kecuali "alam semesta tahu" (atau "terstruktur ...") bahwa mata Anda akan ada di sana untuk melihatnya tepat pada saat Anda melihatnya. Setiap foton harus memiliki awal dan akhir "sudah terpasang". Jadi alam semesta dengan hanya satu bintang tidak dapat memancarkan foton karena tidak akan ada yang menerima mereka.
CoolHandLouis
7
Sebenarnya, cahaya yang mengenai kita dari Proxima Centauri belum tentu berumur 4,243 tahun. Mungkin beberapa foton yang tiba di sini dibuat di tempat foto Proxima. Tetapi beberapa dari mereka akan dibuat di tengah bintang, dan foton-foton ini mungkin membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk tiba di photosphere, di mana mereka kemudian "dipancarkan".
Demi matahari kita, ada tertulis (dalam artikel Wikipedia tentang Matahari kita ):
"Sinar gamma (foton berenergi tinggi) yang dilepaskan dalam reaksi fusi diserap hanya dalam beberapa milimeter plasma surya dan kemudian dipancarkan kembali dalam arah acak dan pada energi yang sedikit lebih rendah. Oleh karena itu diperlukan waktu yang lama untuk mencapai radiasi permukaan Matahari.
Perkiraan rentang waktu tempuh foton antara 10.000 dan 170.000 tahun. "
Demikian pula, banyak foton yang tiba dari Proxima mungkin berusia puluhan ribu tahun. Waktu tempuh mereka dari foto Proxima hanyalah sebagian kecil dari perjalanan mereka ke Bumi.
Saya pikir ini berguna dan menarik untuk disebutkan (+1), tetapi idealisasi 'jalan acak' ini menurut saya lebih dari sekadar aneh dan menyesatkan. Sulit untuk memahami klaim bahwa setiap foton di dekat fotosfer sebenarnya adalah foton "sama" yang dihasilkan di dekat inti di masa lalu yang jauh, karena jumlah foton secara drastis tidak dilestarikan selama proses penyerapan / emisi. Di sisi lain, karena foton identik dengan cara yang lebih kuat daripada objek klasik apa pun, perbedaan "foton yang sama" vs "foton yang berbeda" tidak terlalu berarti di tempat pertama.
Stan Liou
Ya, @StanLiou, ini adalah kekhasan, tetapi seperti yang Anda katakan, setidaknya sedikit menarik. Mengenai foton "sama" vs "berbeda", well, ada banyak misteri di alam semesta, dan ini adalah salah satunya.
Cyberherbalist
Seseorang juga dapat berbicara tentang foton cahaya yang menempuh ribuan tahun dari bintang lain sebelum mengenai Proxima Centauri dan kemudian dipancarkan ke planet kita. Tapi saya tidak berpikir foton yang berliku-liku seperti itu sebelum emisi ke bumi ada hubungannya dengan OP.
CoolHandLouis
1
Tidak, saya benar-benar tidak setuju. Foton-foton yang diserap dan dipancarkan kembali sebenarnya bukan foton yang sama. Mereka memiliki energi yang berbeda dan arah (acak) yang berbeda. Anda mungkin mengatakan bahwa energi yang dipancarkan dari inti bintang membutuhkan 100.000 tahun untuk sampai ke photosphere, tetapi tidak pada fotonnya.
Dieudonné
3
Salah. Foton yang tiba di Bumi dipancarkan (menurut definisi) dari photosphere. Foton yang dipancarkan dalam inti adalah sinar-X keras dengan jalur bebas rata-rata satu mm.
Rob Jeffries
4
Semua cahaya yang kita lihat adalah dari masa lalu. Cahaya dari bola lampu pada jarak 3 meter tiba 10 ns setelah meninggalkan bola di mata Anda. Untuk jarak pendek, keterlambatan ini dapat diabaikan (10 ns adalah 10 milyar detik), tetapi pada skala astronomi, ini menjadi signifikan. Cahaya dari Matahari membutuhkan 8 menit dan 20 detik untuk mencapai Bumi, jadi ketika kita melihat Matahari, Matahari seperti itu 8 menit yang lalu. Jika Matahari tiba-tiba mati kita tidak akan memperhatikan selama 8 menit.
Hal yang sama berlaku untuk bintang-bintang lain di Galaxy kita. Cahaya dari bintang pada 4 tahun cahaya membutuhkan 4 tahun untuk mencapai kita; itu adalah definisi tahun cahaya.
Orang dapat membuat perbandingan berikut: seandainya ada sebuah kota dengan 100 tahun mobil dari tempat Anda tinggal. Itu berarti dibutuhkan mobil 100 tahun untuk mencapai Anda. Ketika sebuah mobil dari kota itu mencapai Anda hari ini, ia pergi pada tahun 1914. Ini bukan sedan 2010, tetapi Ford T. Saat mobil tiba, Anda terlihat 100 tahun yang lalu.
Memandang sejarah ini sangat nyaman bagi para kosmolog. Anda ingin tahu seperti apa galaksi itu 13,5 miliar tahun yang lalu, ketika Semesta masih muda? Nah, cari cahaya yang sudah berlangsung untuk saat itu. Itu meninggalkan galaksi yang sedang diteliti 13,5 miliar tahun yang lalu dan menunjukkan kepada Anda seperti apa galaksi itu pada waktu itu. Itu tidak memberi tahu Anda apa-apa tentang keadaan saat ini. Mungkin bertabrakan dengan galaksi lain atau diserap oleh lubang hitam. Tidak ada cara untuk mengetahui selain menunggu 13,5 miliar tahun lagi, sampai cahaya yang dipancarkan sekarang akan mencapai kita.
Hal lain yang menarik untuk diamati dari masa lalu adalah Cosmic Microwave Background Radiation (CMB). Ini adalah radiasi dari Big Bang, yang telah berlangsung selama 13,8 miliar tahun. Tentu saja hari ini Big Bang adalah sejarah, tetapi berkat kecepatan cahaya "terbatas" sejarah ini terus berlangsung untuk kita.
sunting
Masukkan relativitas. Jadi kami mengatakan cahaya dari Proxima Centauri telah berlangsung selama 4,2 tahun, tetapi hanya dari sudut pandang kami . Saat objek semakin dekat kecepatan cahaya waktu mereka melambat, dan akhirnya ketika Anda akan mencapai kecepatan cahaya waktu akan berhenti sepenuhnya. Sekarang foton bergerak dengan kecepatan cahaya, jadi bagi mereka waktu terhenti. Dari sudut pandang foton, ia bergerak jauh dari Proxima Centauri ke Bumi secara instan : ia tiba di Bumi pada saat yang sama ia meninggalkan Proxima Centauri! (Anda tidak dapat melakukan ini dengan benda yang memiliki massa.)
Ada sedikit terlalu menyesatkan dalam beberapa jawaban untuk pertanyaan ini. Meskipun benar foton tidak mengalami waktu, OP bertanya tentang cahaya yang dipancarkan dari Proxima Centuri seperti yang diamati dari Bumi. Karena PC berjarak 4 tahun cahaya, cahaya membutuhkan waktu 4 tahun untuk mencapai kita - karena kita maupun sistem Centuri tidak bepergian, relatif satu sama lain, pada kecepatan relativistik (mendekati kecepatan cahaya; di suatu tempat, tergantung pada konteksnya, antara ~ 5% dari c dan 20% dari c adalah di mana kita mulai berbicara tentang kecepatan yang relativistik). Beberapa cahaya diserap (oleh debu, atau ion) antara di sana dan di sini dan mungkin dipancarkan kembali sebagai cahaya inframerah, tetapi sebagian besar (bagian yang terlihat) bergerak sepanjang jalan tanpa gangguan, jadi ya itu memulai perjalanannya 4 bertahun-tahun lalu. Tetapi perhatikan bahwa Proxima tidak terlihat dengan mata telanjang,
Ironis bahwa jawaban ini dimulai dengan keluhan tentang menyesatkan, dan berakhir dengan menyesatkan;)
GreenAsJade
0
Bepergian dengan kecepatan rendah memiliki implikasi untuk ruang dan waktu. Selain tidak ada pengalaman waktu, foton tidak melihat ruang dalam arah perjalanan mereka. Dengan demikian perjalanan luar angkasa "instan" mereka mencakup jarak nol. Dengan kata lain, setiap foton menganggap bola mata Anda melekat pada photosphere Alpha Centauri, sehingga memungkinkan waktu perjalanan yang sangat singkat ...
Jawaban:
Ya, kecepatan cahaya dalam ruang hampa (atau c ) adalah 299.792.458 m / s dan satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun Julian (365.25 hari), yang keluar sebagai 9.4605284 × 10 15 meter. Karena c adalah kecepatan maksimum di mana semua energi, materi, dan informasi di Semesta dapat melakukan perjalanan, itu adalah konstanta fisik universal yang menjadi dasar tahun cahaya ( ly ) sebagai salah satu satuan panjang astronomi.
Itu berarti bahwa cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik tidak dapat bergerak lebih cepat dari c dan dalam satu tahun Julian dapat melintasi jarak maksimum
djarak dalam metertwaktu dalam detikckecepatan cahaya dalam ruang hampa dalam meter per detikJika kita menghitung jarak ini untuk 4,243 ly objek yang jauh, yang keluar sebagai
4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹atau tepatnya 40,141,879,395,160,334.4 meter (sekitar 40 triliun kilometer atau 25 triliun mil).Itu adalah jarak yang ditempuh cahaya sejak terakhir kali dipantulkan (atau dalam kasus kami dipancarkan dari, karena Proxima Centauri adalah bintang katai merah ) permukaan benda langit menjadi 4,243 Julian tahun kemudian terlihat di titik pengamatan kami, dalam hal ini kasus planet Bumi kita dari mana jarak ke Proxima Centauri yang Anda kutip diukur.
Semakin kuat teleskop, semakin jauh ke masa lalu yang bisa kita lihat karena cahayanya jauh lebih tua! Ini berjalan sama terlepas dari jarak objek yang Anda amati, tetapi astronomi sangat rapi dalam hal ini dan kita dapat mengamati objek yang begitu jauh sehingga kita melihatnya dari waktu ketika mereka masih terbentuk.
Untuk membaca lebih lanjut tentang unit lain yang digunakan untuk mengukur objek jauh Anda mungkin tertarik membaca pertanyaan ini di parsec.
sumber
Jawaban yang lebih dalam adalah "ya dan tidak". Dalam kerangka referensi cahaya itu sendiri, perjalanan dari Proxima ke sini adalah instan. Dalam kerangka referensi kami, dibutuhkan empat tahun - ini semua terkait dengan relativitas dan sifat ruangwaktu.
Tetapi dalam pengertian sehari-hari kita memang melihat ke masa lalu pada cahaya dari bintang-bintang.
sumber
Sebenarnya, cahaya yang mengenai kita dari Proxima Centauri belum tentu berumur 4,243 tahun. Mungkin beberapa foton yang tiba di sini dibuat di tempat foto Proxima. Tetapi beberapa dari mereka akan dibuat di tengah bintang, dan foton-foton ini mungkin membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk tiba di photosphere, di mana mereka kemudian "dipancarkan".
Demi matahari kita, ada tertulis (dalam artikel Wikipedia tentang Matahari kita ):
Demikian pula, banyak foton yang tiba dari Proxima mungkin berusia puluhan ribu tahun. Waktu tempuh mereka dari foto Proxima hanyalah sebagian kecil dari perjalanan mereka ke Bumi.
sumber
Semua cahaya yang kita lihat adalah dari masa lalu. Cahaya dari bola lampu pada jarak 3 meter tiba 10 ns setelah meninggalkan bola di mata Anda. Untuk jarak pendek, keterlambatan ini dapat diabaikan (10 ns adalah 10 milyar detik), tetapi pada skala astronomi, ini menjadi signifikan. Cahaya dari Matahari membutuhkan 8 menit dan 20 detik untuk mencapai Bumi, jadi ketika kita melihat Matahari, Matahari seperti itu 8 menit yang lalu. Jika Matahari tiba-tiba mati kita tidak akan memperhatikan selama 8 menit.
Hal yang sama berlaku untuk bintang-bintang lain di Galaxy kita. Cahaya dari bintang pada 4 tahun cahaya membutuhkan 4 tahun untuk mencapai kita; itu adalah definisi tahun cahaya.
Orang dapat membuat perbandingan berikut: seandainya ada sebuah kota dengan 100 tahun mobil dari tempat Anda tinggal. Itu berarti dibutuhkan mobil 100 tahun untuk mencapai Anda. Ketika sebuah mobil dari kota itu mencapai Anda hari ini, ia pergi pada tahun 1914. Ini bukan sedan 2010, tetapi Ford T. Saat mobil tiba, Anda terlihat 100 tahun yang lalu.
Memandang sejarah ini sangat nyaman bagi para kosmolog. Anda ingin tahu seperti apa galaksi itu 13,5 miliar tahun yang lalu, ketika Semesta masih muda? Nah, cari cahaya yang sudah berlangsung untuk saat itu. Itu meninggalkan galaksi yang sedang diteliti 13,5 miliar tahun yang lalu dan menunjukkan kepada Anda seperti apa galaksi itu pada waktu itu. Itu tidak memberi tahu Anda apa-apa tentang keadaan saat ini. Mungkin bertabrakan dengan galaksi lain atau diserap oleh lubang hitam. Tidak ada cara untuk mengetahui selain menunggu 13,5 miliar tahun lagi, sampai cahaya yang dipancarkan sekarang akan mencapai kita.
Hal lain yang menarik untuk diamati dari masa lalu adalah Cosmic Microwave Background Radiation (CMB). Ini adalah radiasi dari Big Bang, yang telah berlangsung selama 13,8 miliar tahun. Tentu saja hari ini Big Bang adalah sejarah, tetapi berkat kecepatan cahaya "terbatas" sejarah ini terus berlangsung untuk kita.
sunting
Masukkan relativitas. Jadi kami mengatakan cahaya dari Proxima Centauri telah berlangsung selama 4,2 tahun, tetapi hanya dari sudut pandang kami . Saat objek semakin dekat kecepatan cahaya waktu mereka melambat, dan akhirnya ketika Anda akan mencapai kecepatan cahaya waktu akan berhenti sepenuhnya. Sekarang foton bergerak dengan kecepatan cahaya, jadi bagi mereka waktu terhenti. Dari sudut pandang foton, ia bergerak jauh dari Proxima Centauri ke Bumi secara instan : ia tiba di Bumi pada saat yang sama ia meninggalkan Proxima Centauri! (Anda tidak dapat melakukan ini dengan benda yang memiliki massa.)
sumber
Ada sedikit terlalu menyesatkan dalam beberapa jawaban untuk pertanyaan ini. Meskipun benar foton tidak mengalami waktu, OP bertanya tentang cahaya yang dipancarkan dari Proxima Centuri seperti yang diamati dari Bumi. Karena PC berjarak 4 tahun cahaya, cahaya membutuhkan waktu 4 tahun untuk mencapai kita - karena kita maupun sistem Centuri tidak bepergian, relatif satu sama lain, pada kecepatan relativistik (mendekati kecepatan cahaya; di suatu tempat, tergantung pada konteksnya, antara ~ 5% dari c dan 20% dari c adalah di mana kita mulai berbicara tentang kecepatan yang relativistik). Beberapa cahaya diserap (oleh debu, atau ion) antara di sana dan di sini dan mungkin dipancarkan kembali sebagai cahaya inframerah, tetapi sebagian besar (bagian yang terlihat) bergerak sepanjang jalan tanpa gangguan, jadi ya itu memulai perjalanannya 4 bertahun-tahun lalu. Tetapi perhatikan bahwa Proxima tidak terlihat dengan mata telanjang,
sumber
Bepergian dengan kecepatan rendah memiliki implikasi untuk ruang dan waktu. Selain tidak ada pengalaman waktu, foton tidak melihat ruang dalam arah perjalanan mereka. Dengan demikian perjalanan luar angkasa "instan" mereka mencakup jarak nol. Dengan kata lain, setiap foton menganggap bola mata Anda melekat pada photosphere Alpha Centauri, sehingga memungkinkan waktu perjalanan yang sangat singkat ...
sumber