واحد های عمده ی اندازه گیری در نجوم

چرا اندازه گیری در علم نجوم اهمیت دارد؟

 

انسان همواره در طول زندگی خود برای اندازه گیری فواصل مختلف و یا آگاهی از اندازه های حیاتی در زندگی خود، به واحد های معینی نیاز داشته است؛ به همین دلیل نیاکان ما پس از اندازه گیری های متعدد و رسیدن به نتیجه های منطقی، واحد هایی را برای مقیاس ویژگی های مختلف هر شئ، تعریف کرده اند. این واحد ها با گذر زمان تغییر کرده اند و در هر دوره دقیق تر شده اند و در نتیجه هر واحدی در بین قبایل و اقشار گوناگون رواج یافته است. اختر شناسان نیز برای اندازه گیری کردن فواصل سیارات، ستاره ها و اجرام آسمانی از یکدیگر و بالاخره مقیاس کیهان، به واحد های مشخصی روی آورده اند. فواصل طولانی با واحد های بزرگ و فواصل کوتاه با واحد های کوچک اندازه گیری می شوند.

 

آیا واحد های رایج برای اندازه گیری این فواصل، قابل استفاده هستند؟

 

معمولا ویژگی ها و مشخصات یک جسم مانند طول، جرم و زوایای آن، را با واحد های مشخص شده ای مانند متر، سانتی متر، کیلو گرم، درجه و ... که واحد های ثبت شده به عنوان واحد های رایج در تمامی کشور ها می باشند، می سنجند. در واحد های طول از سانتی متر برای فواصل و اندازه های کوتاه، از متر برای اندازه های زیاد و از کیلو متر برای مسافت های طولانی استفاده می شود. فروشندگان از واحد های گرم و کیلو گرم برای سنجش جرم اجسام استفاده می کنند. در آزمایشگاه ها نیز واحد های ریز تری همانند میکرو متر را به کار می برند. اما در علم نجوم، این واحد ها برای مسافت ها و فاصله های بسیار طولانی اجرام فضایی، این واحد های رایج بسیار کوچک هستند؛ بنابراین به واحد های بسیار طولانی از جمله واحد نجومی، سال نوری و پارسِک نیاز داریم.

 

واحد های عمده ی نجومی

 

ابتدا جهت درک بهتر اندازه ی واحد های نجومی، بد نیست واحد های رایج و ساده را به یاد بیاوریم:

۱ سانتی متر = ۱۰ میلی متر

۱ متر = ۱۰۰ سانتی متر

۱ کیلو متر = ۱۰۰۰ متر

حال به واحد های نجومی می پردازیم:

 

۱. واحد نجومی: یک واحد نجومی تقریباً ۱۵۰ میلیون کیلو متر یا ۹۳ میلیون مایل می باشد و حدوداً معادل فاصله ی زمین تا خورشید است. این واحد که یکی از واحد های طول است، برای سنجش فواصل اجرام منظومه ی شمسی از یکدیگر بسیار مناسب می باشد. نام دیگر واحد نجومی، یکای کیهانی است و نماد رایج واحد نجومی، AU می باشد.

 

برای مشاهده ی ادامه ی این مطلب، بر روی دکمه ی "ادامه ی مطلب" که در پایین می بینید، کلیک کنید.

 

 

مثال:

میانگین فاصله ی عطارد تا خورشید: ۰/۳۸۷ AU

میانگین فاصله ی زهره تا خورشید: ۰/۷۲۲ AU

میانگین فاصله ی زمین تا خورشید: ۱ AU

میانگین فاصله ی مریخ تا خورشید: ۱/۵۲ AU

میانگین فاصله ی مشتری تا خورشید: ۵/۲۰ AU

میانگین فاصله ی زحل تا خورشید: ۹/۵۸ AU

میانگین فاصله ی اورانوس تا خورشید: ۱۹/۲ AU

میانگین فاصله ی نپتون تا خورشید: ۳۰/۱ AU

میانگین فاصله ی پلوتو تا خورشید: ۳۹/۵ AU

۲. سال نوری: به مسافتی که نور در مدت زمان یک سال طی می کند، یک سال نوری می گویند. این واحد یکی از واحد های طول است. نماد سال نوری، LY می باشد. همانطور که می دانید نور در یک ثانیه مسافتی حدود ۳۰۰ هزار کیلو متر را طی می کند؛ بنابراین برای این که بفهمیم یک سال نوری چند کیلو متر می باشد، باید محاسبات زیر را انجام دهیم:

۱ دقیقه = ۶۰ ثانیه          ۱ ساعت = ۶۰ دقیقه          ۱ ساعت = ثانیه ۳۶۰۰ = ۶۰ × ۶۰

۱ شبانه روز = ۲۴ ساعت          ۱ شبانه روز = ثانیه ۸۶٫۴۰۰ = ۳۶۰۰ × ۲۴

۱ سال = ۳۶۵ روز          ۱ سال = ثانیه ۳۱٫۵۳۶٫۰۰۰ = ۸۶٫۴۰۰ × ۳۶۵

پس در می یابیم که ۱ سال، ۳۱٫۵۳۶٫۰۰۰ ثانیه است و نور در هر ثانیه ۳۰۰ هزار کیلو متر را طی می کند، بنابراین:

۹٫۴۶۰٫۸۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ = ۳۱٫۵۳۶٫۰۰۰ × ۳۰۰٫۰۰۰

پس: ۱ سال نوری = ۹٫۴۶۰٫۸۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ کیلو متر

همچنین اگر بخواهیم این عدد را گرد و ساده تر کنیم، می گوییم: ۱ سال نوری تقریباً معادل ۱۰^۱۲ × ۹/۵ کیلو متر است.

وقتی که می گوییم ستاره ای فلان سال نوری با زمین فاصله دارد، این به معنی آن است که این ستاره، فلان سال پیش نوری از خود منتشر کرده و به سمت کره ی زمین فرستاده است که دانشمندان توانسته اند آن را دریافت و متوجه وجود ستاره شوند. برای مثال ستاره ی پروکسیما قنطورس (نزدیک ترین ستاره به زمین بعد از خورشید) در فاصله ی حدود ۴ میلیون سال نوری از ما قرار دارد؛ یعنی اخترشناسان و سپس ما، در حال تماشای وضعیت ۴ میلیون سال پیش این ستاره هستیم و اطلاعاتی از وضع کنونی آن نداریم؛ زیرا نور در حال پیمودن مسیری بسیار طولانیست. (منبع این مثال: وبسایت ویکی پدیا | fa.wikipedia.org) بنابراین اگر اتفاقی بیفتد، مثلاً اگر ستاره ای منفجر شود، ما پس از چند میلیون سال از آن با خبر خواهیم شد!

 

مثال:

فاصله ی زمین تا ستاره ی پروکسیما قنطورس: ۴ LY

فاصله ی زمین تا مرکز کهکشان راه شیری: حدود ۲۵٫۰۰۰ LY

فاصله ی ما تا کهکشان آندرومدا: ۲٫۵۰۰٫۰۰۰ LY

فاصله ی سیاره ی کپلر 452b تا زمین: ۱٫۴۰۰ LY

فاصله ی سیاره ی HD 219134b تا زمین: ۲۱ LY

فاصله ی کهکشان PKS B1740-517 تا زمین: ۵٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ LY

۳. پارسِک: پارسِک در واقع فاصله ای است از زمین که اگر از آن فاصله مدار زمین دیده شود، قطر زاویه ای مدار زمین، یک ثانیه ی قوسی باشد. به عبارت دیگر یک پارسک فاصله ای است که در آن فاصله ستاره اختلاف منظری درست برابر با یک ثانیه ی قوسی خواهد داشت. تصادفاً اگر شما در فاصله ی یک پارسک باشید، اندازه ی شعاع مدار زمین یک ثانیه ی قوسی به نظر خواهد رسید. (منبع این تعریف: وبسایت ویکی نجوم | wiki.avastarco.com)

برای این که مطلب بالا را بهتر درک کنید، از تصویر زیر و توضیحات آن دیدن کنید.

 

پارسک

 

* برای مشاهده ی تصویر در ابعاد بزرگ تر، بر روی آن کلیک کنید.

پارسک هم از واحد های طول است. نماد آن، pc است و ۱ پارسک معادل ۳۰/۹ تریلیون کیلو متر، ۳/۲۵۹ سال نوری و ۲۰۶٫۰۰۰ واحد نجومی است.

 

مثال:

فاصله ی شعاع مدار زمین تا خورشید: ۱ pc

فاصله ی زمین تا ستاره ی شباهنگ: ۲/۶۷ pc

فاصله ی زمین تا ستاره ی آلفا سنتوری: ۱/۳ pc

فاصله ی زمین تا ستاره ی وِگا: ۸/۳ pc