Hinweis: Ein Lichtjahr ist eine Einheit der Entfernung, nicht der Zeit.
EIN Lichtjahr So messen Astronomen Entfernungen im Weltraum. Es wird definiert, wie weit sich ein Lichtstrahl in einem Jahr bewegt - eine Entfernung von sechs Billionen Meilen.Stellen Sie sich das als den größeren, schlimmeren Cousin vor, der Zoll, die Meile, den Kilometer und den Furlong. Wenn Sie auf dem Laufenden bleiben möchten, was in der Astronomie vor sich geht, lohnt es sich, ein wenig Zeit zu investieren, um zu verstehen, was mit dieser lustigen Maßeinheit zu tun hat.
Astronomen verwenden einen Lichtstrahl als Referenz, um Entfernungen zu Weltraumobjekten zu finden. Lichtstrahlbild über Shutterstock
Warst du schon einmal auf dem Weg, ein paar Freunde zu treffen und hast unterwegs angerufen, um ihnen mitzuteilen, dass du zu spät kommst? Wenn du wie ich bist, kannst du ihnen sagen, "Ich bin ungefähr zehn Minuten entfernt". Sie geben an, wie lange Sie brauchen, um als Ersatz für Ihre Entfernung dorthin zu gelangen. Astronomen machen dasselbe, wenn sie die Entfernung zu einem Stern oder einer Galaxie bestimmen, aber anstatt sich darauf zu verlassen, wie schnell sie fahren oder gehen können, verwenden sie einen Lichtstrahl als Referenz.
Warum machen die Dinge so? Erstens ist Licht praktisch. Im gesamten Universum bewegt sich alles Licht mit genau der gleichen Geschwindigkeit: ungefähr 670 Millionen Meilen pro Stunde. Wir denken normalerweise nicht über Licht nach, das irgendwohin reist, denn wenn wir einen Lichtschalter betätigen, ist es da! Wir müssen nicht warten, bis der Raum aufleuchtet. Es passiert augenblicklich. Abgesehen davon, dass es nicht augenblicklich ist, nur wahnsinnig schnell. Lassen Sie uns eine Sekunde innehalten und darüber nachdenken, wie lächerlich schnell die Lichtgeschwindigkeit ist.
Wenn Sie sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen könnten, könnten Sie die Erdkugel in einer Sekunde fast achtmal umkreisen.
Bildnachweis: NASA / NOAA / GSFC / KKW Suomi / VIIRS / Norman Kuring
Bei dieser Geschwindigkeit würden Sie die Erdkugel in einer Sekunde fast acht Mal umkreisen.
Beeindruckend! Sicher schneller als mit dem Flugzeug. Wenn Sie also mit Lichtgeschwindigkeit in gerader Linie von der Erde abfahren würden, würden Sie in der gleichen Zeit ziemlich weit kommen, oder? Da der Weltraum so groß ist, hätten Sie es nicht einmal bis zum Mond geschafft. Die Fahrt zum Mond dauert bei Lichtgeschwindigkeit etwa eineinhalb Sekunden. Die Fahrt zur Sonne mit Lichtgeschwindigkeit dauert etwa acht Minuten. Kannst du dir das überhaupt vorstellen? Wenn Sie acht volle Minuten lang mit einer Geschwindigkeit fahren, bei der Sie fast 200.000 Meilen pro Sekunde zurücklegen, gelangen Sie nur zum Zentrum unseres Sonnensystems.
Ein Lichtstrahl benötigt nur 8 Minuten, um die 150 Millionen Kilometer von der Sonne bis zur Erde zurückzulegen. Image via Brews OHare auf Wikimedia Commons.
Die Tatsache, dass Licht Zeit braucht, um irgendwohin zu gelangen, hat einen interessanten Nebeneffekt. Wenn das Sonnenlicht acht Minuten braucht, um zu uns zu gelangen, sehen wir die Sonne tatsächlich so wie vor acht Minuten. Wir schauen in die Vergangenheit!
Das klingt zwar etwas verrückt, ist aber eigentlich etwas, mit dem Sie bereits vertraut sind. Wenn Sie zum Beispiel jemals ein Feuerwerk gesehen haben, wissen Sie, dass Sie die Explosion sehen, und einige Sekunden später hören Sie sie. Wenn Sie während der Feuerwerksshow die Augen schließen, müssen Sie nur mit Ihren Ohren wissen, wann etwas passiert. Da es einige Zeit dauert, bis der Ton zu Ihnen kommt, hören Sie die Dinge immer ein paar Sekunden, nachdem sie passiert sind. Das gleiche passiert mit Licht: Wir sehen etwas erst, wenn das Licht dieses Ereignisses tatsächlich in unsere Augen gelangt. Wenn wir durch einen Raum schauen, beträgt die Zeitverzögerung nur einige Milliardstel Sekunden. Wenn wir jedoch über ausreichend große Entfernungen schauen, wird das Licht merklich verzögert, so wie die Geräusche von explodierenden Feuerwerken.
Der rote Stern in der Mitte dieses Bildes ist Proxima Centauri, der nächste Nachbar unserer Sonne unter den Sternen. Ein Lichtstrahl von diesem Stern benötigt ungefähr 4 Jahre, um zur Erde zu gelangen. Bild über hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Der Hauptgrund für die Verwendung von Lichtjahren ist jedoch, dass die Entfernungen, die wir im Weltraum bewältigen, immens sind. Wenn wir uns an Meilen oder Kilometer halten, stoßen wir schnell auf unhandliche Zahlen, die nur die Entfernung zum nächsten Stern messen: ein trüber roter Zwerg namens Proxima Centauri, der nur 24.000.000.000.000 Meilen entfernt ist! Wenn Sie sozusagen einen längeren Maßstab verwenden, bleiben die Zahlen zumindest überschaubar. Für einen Astronomen beträgt die Entfernung zu Proxima Centauri nur vier Lichtjahre. Anders ausgedrückt, es dauert vier Jahre, bis das Licht unseres Nachbarn auf die Erde gelangt.
Die Milchstraße, in der sich unsere Sonne und alle Sterne, die wir in der Nacht sehen, befinden, erstreckt sich über 100.000 Lichtjahre von einem Ende zum anderen. In diesem Zusammenhang beträgt die Dauer der aufgezeichneten Menschheitsgeschichte ungefähr 5.000 Jahre. Das Licht eines Sterns an einem Ende unserer Galaxie braucht also 20-mal länger als die gesamte aufgezeichnete Geschichte, um zum anderen Ende zu gelangen.
Hubble Ultra Deep Field Bild von 2004, eines der tiefsten Bilder von Galaxien in unserem Universum. Bildnachweis: S. Beckwith & die HUDF-Arbeitsgruppe (STScI), HST, ESA, NASA
Warum? Weil das Universum in dieser Zeit größer geworden ist! Eine Galaxie, deren Licht 14 Milliarden Jahre brauchte, um unseren kleinen Planeten zu erreichen, ist in den dazwischenliegenden Äonen noch weiter weggezogen. Die aktuelle physische Entfernung zu diesem entfernten Leuchtfeuer, wenn wir das Universum daran hindern, sich auszudehnen und ein wirklich langes Maßband auszudehnen, beträgt etwas mehr als 46 Milliarden Lichtjahre! Selbst in Lichtjahren wird das Messen von Entfernungen im Universum unhandlich. Aber in etwas Vertrautem zu messen, wie Meilen, ist wirklich demütigend. Von hier bis zum Rand unserer Vision erstreckt sich eine Entfernung von ungefähr 276.000.000.000.000.000.000.000 Meilen.
Und es wird von Tag zu Tag größer.
Fazit: Wie weit ist ein Lichtjahr? Dies ist die Entfernung, die ein Lichtstrahl in einem Jahr zurücklegt - eine Entfernung von sechs Billionen Meilen.