Введение

Единица длины

Световая секунда — это единица длины, полезная в астрономии, телекоммуникациях и релятивистской физике. Она определяется как расстояние, которое свет проходит в свободном пространстве за одну секунду и составляет ровно 299 792 458 метров (приблизительно 983 571 055 или 186 282 миль). Подобно тому, как секунда является основой для других единиц времени, световая секунда может служить основой для других единиц длины, от световой наносекунды (299,8 мм или чуть менее одного международного фута) до световой минуты, светового часа и светового дня, которые иногда используются в научно-популярной литературе. Более часто используемый световой год также в настоящее время определяется как равный точно 31 557 600 световым секундам, поскольку определение года основано на юлианском годе (а не григорианском годе), состоящем из ровно 365,25 дней, каждый из которых содержит ровно 86 400 секунд.

Использование в телекоммуникациях

Сигналы связи на Земле редко распространяются со скоростью света в вакууме. Расстояния, измеренные в долях световой секунды, полезны при планировании телекоммуникационных сетей. Одна световая наносекунда составляет почти 300 миллиметров (299,8 мм, что на 5 мм меньше одного фута), что ограничивает скорость передачи данных между различными компонентами компьютера. Одна световая микросекунда составляет около 300 метров. Среднее расстояние по суше между противоположными точками Земли равно 66,8 световым миллисекундам. Спутники связи обычно находятся на расстоянии от 1,337 световых миллисекунд (низкая околоземная орбита) до 119,4 световых миллисекунд (геостационарная орбита) от поверхности Земли. Таким образом, задержка при связи через геостационарный спутник всегда будет составлять не менее четверти секунды (119,4 мс умножить на 2); эта задержка едва заметна во время междугородного телефонного разговора, осуществляемого через спутник. Ответ также будет задерживаться на четверть секунды, что хорошо заметно во время интервью или дискуссий по телевидению, передаваемых по спутниковой связи.

Использование в астрономии

Световая секунда — удобная единица для измерения расстояний во внутренней Солнечной системе, поскольку она очень близко соответствует радиометрическим данным, используемым для их определения. (Соответствие не является точным для наблюдателя с Земли из-за очень небольшой коррекции, учитывающей эффекты относительности.) Значение астрономической единицы (примерно расстояние между Землей и Солнцем) в световых секундах является фундаментальным измерением для расчета современных эфемерид (таблиц положений планет). Обычно в таблицах астрономических констант оно приводится как «световое время для единицы расстояния», и его в настоящее время принятое значение — s. Средний диаметр Земли составляет около 0,0425 световых секунд. Среднее расстояние между Землей и Луной (лунное расстояние) составляет около 1,282 световых секунд. Диаметр Солнца составляет около 4,643 световых секунд. Среднее расстояние между Землей и Солнцем (астрономическая единица) составляет 499,0 световых секунд. Можно определить кратные световой секунды, хотя, кроме светового года, они чаще используются в научно-популярных публикациях, чем в исследовательских работах. Например:

Световая минута равна 60 световым секундам, а значит, среднее расстояние между Землей и Солнцем составляет 8,317 световых минут. Среднее расстояние между Плутоном и Солнцем (34,72 а.е.) составляет 4,81 светового часа. Самый удаленный искусственный объект, созданный человечеством, «Вояджер-1», имеет межзвездную скорость 3,57 а.е. в год, или 29,7 световых минут в год. По состоянию на 2023 год зонд, запущенный в 1977 году, находится на расстоянии более 22 световых часов от Земли и Солнца и, как ожидается, достигнет расстояния в один световой день примерно в период с ноября 2026 года по февраль 2027 года.

Определение единицы | Эквивалентное расстояние | Пример | Метры | Километры | Мили
---|---|---|---|---|---
Световая секунда | 1 световая секунда | | 299 792 458 | 2,998 | 1,863
Среднее расстояние от Земли до Луны | около 1,282 световых секунд | | | |
Световая минута | 60 световых секунд = 1 световая минута | | 17 987 547 480 | 1,799 | 1,118
Среднее расстояние от Земли до Солнца | около 8,317 световых минут | | | |
Световой час | 60 световых минут = 3600 световых секунд | | 1 079 252 848 800 | 1,079 | 6,706
Перигелий орбиты Сатурна | около 1,25 светового часа | | | |
Световой день | 24 световых часа = 86400 световых секунд | | 25 902 068 371 200 | 2,590 | 1,609
«Вояджер-1» находится примерно в | 0,94 светового дня от Солнца (по состоянию на апрель 2024 года) | | | |
Световая неделя | 7 световых дней = 604 800 световых секунд | | 181 314 478 598 400 | 1,813 | 1,127
Облако Оорта, предположительно, простирается между | 41 и 82 световыми неделями от Солнца | | | |
Световой год | 365,25 световых дней = 31 557 600 световых секунд | | 9 460 730 472 580 800 | 9,461 | 5,879
Проксима Центавра — ближайшая к Солнцу звезда, находящаяся на расстоянии около | 4,24 световых года | | | |