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Año luz

Un año luz , también escrito año luz ( ly o lyr [3] ), es una unidad de longitud utilizada para expresar distancias astronómicas y es igual exactamente a 9.460.730.472.580,8 km ( notación científica : 9,4607304725808 × 10 12 km), que es aproximadamente 5,88 billones de mi. Según la definición de la Unión Astronómica Internacional (UAI), un año luz es la distancia que recorre la luz en el vacío en un año juliano (365,25 días). [2] Debido a que incluye la palabra "año", el término a veces se malinterpreta como una unidad de tiempo . [4]

El año luz se utiliza con mayor frecuencia para expresar distancias a estrellas y otras distancias a escala galáctica , especialmente en contextos no especializados y publicaciones científicas populares . [4] La unidad más comúnmente utilizada en astronomía profesional es el pársec (símbolo: pc, aproximadamente 3,26 años luz). [2]

Definiciones

Según lo define la Unión Astronómica Internacional (UAI), el año luz es el producto del año juliano [nota 1] (365,25 días, a diferencia del año gregoriano de 365,2425 días o el año tropical de 365,24219 días que ambos se aproximan) y la velocidad de la luz (299 792 458  m/s ). [nota 2] Ambos valores están incluidos en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1976) , utilizado desde 1984. [6] A partir de esto, se pueden derivar las siguientes conversiones:

La abreviatura que utiliza la IAU para año luz es "ly", [2] . Normas internacionales como la ISO 80000:2006 (ahora desfasada) han utilizado "ly" [7] [8] y son frecuentes las abreviaturas localizadas, como "al" en francés, español e italiano (de année-lumière, año luz y anno luce, respectivamente), "Lj" en alemán (de Lichtjahr ), etc.

Antes de 1984, el año tropical (no el año juliano) y una velocidad de la luz medida (no definida) se incluyeron en el Sistema de Constantes Astronómicas de la IAU (1964), utilizado entre 1968 y 1983. [9] El producto del año tropical medio J1900.0 de Simon Newcomb31 556 925 .9747 segundos de efemérides y una velocidad de la luz de299 792,5 km/s produjeron un año luz de9.460 530 × 10 15  m (redondeado a los siete dígitos significativos de la velocidad de la luz) que se encuentra en varias fuentes modernas [10] [11] [12] probablemente se derivó de una fuente antigua como la obra de referencia Astrophysical Quantities de CW Allen de 1973 , [13] que se actualizó en 2000, incluido el valor de la IAU (1976) citado anteriormente (truncado a 10 dígitos significativos). [14]

Otros valores de alta precisión no se derivan de un sistema IAU coherente . Un valor de9.460 536 207 × 10 15  m que se encuentra en algunas fuentes modernas [15] [16] es el producto de un año gregoriano medio (365,2425 días o31 556 952  s ) y la velocidad definida de la luz (299 792 458  m/s ). Otro valor,9.460 528 405 × 10 15  m , [17] es el producto del año tropical medio J1900.0 y la velocidad de la luz definida.

Las abreviaturas utilizadas para años luz y múltiplos de años luz son:

Historia

La unidad de año luz apareció unos años después de la primera medición exitosa de la distancia a una estrella distinta del Sol, por Friedrich Bessel en 1838. La estrella era 61 Cygni , y utilizó un heliómetro de 160 milímetros (6,2 pulgadas) diseñado por Joseph von Fraunhofer . La unidad más grande para expresar distancias a través del espacio en ese momento era la unidad astronómica , igual al radio de la órbita de la Tierra a 150 millones de kilómetros (93 millones de millas). En esos términos, los cálculos trigonométricos basados ​​​​en la paralaje de 61 Cygni de 0,314 segundos de arco, mostraron que la distancia a la estrella era de 660.000 unidades astronómicas (9,9 × 10 13  km; 6,1 × 10 13  mi). Bessel agregó que la luz tarda 10,3 años en recorrer esta distancia. [23] Reconoció que sus lectores disfrutarían de la imagen mental del tiempo aproximado de tránsito de la luz, pero se abstuvo de utilizar el año luz como unidad. Es posible que se haya resistido a expresar distancias en años luz porque reduciría la precisión de sus datos de paralaje debido a la multiplicación por el parámetro incierto de la velocidad de la luz.

En 1838, la velocidad de la luz no se conocía con precisión; la estimación de su valor cambió en 1849 ( Fizeau ) y 1862 ( Foucault ). Todavía no se consideraba una constante fundamental de la naturaleza y la propagación de la luz a través del éter o del espacio seguía siendo un enigma.

La unidad de año luz apareció en 1851 en un artículo astronómico popular alemán de Otto Ule. [24] Ule explicó la rareza de un nombre de unidad de distancia que termina en "año" comparándolo con una hora de caminata ( Wegstunde ).

Un libro alemán de astronomía popular contemporáneo también advirtió que el año luz es un nombre extraño. [25] En 1868, una revista inglesa etiquetó el año luz como una unidad utilizada por los alemanes. [26] Eddington dijo que el año luz era una unidad inconveniente e irrelevante, que a veces había pasado del uso popular a las investigaciones técnicas. [27]

Aunque los astrónomos modernos a menudo prefieren utilizar el parsec , los años luz también se utilizan popularmente para medir las extensiones del espacio interestelar e intergaláctico.

Uso del término

Las distancias expresadas en años luz incluyen las que hay entre estrellas que se encuentran en la misma área general, como las que pertenecen al mismo brazo espiral o cúmulo globular . Las galaxias tienen un diámetro que va desde unos pocos miles hasta unos pocos cientos de miles de años luz, y están separadas de las galaxias y cúmulos de galaxias vecinos por millones de años luz. Las distancias a objetos como los cuásares y la Gran Muralla Sloan alcanzan los miles de millones de años luz.

Unidades relacionadas

Las distancias entre objetos dentro de un sistema estelar tienden a ser pequeñas fracciones de un año luz y generalmente se expresan en unidades astronómicas . Sin embargo, también se pueden formar unidades de longitud más pequeñas de manera útil multiplicando unidades de tiempo por la velocidad de la luz. Por ejemplo, el segundo luz , útil en astronomía, telecomunicaciones y física relativista, es exactamente299 792 458 metros o 131 557 600 de un año luz. Unidades como el minuto luz, la hora luz y el día luz se utilizan a veces encientíficas populares. El mes luz, aproximadamente una doceava parte de un año luz, también se utiliza ocasionalmente para medidas aproximadas.[37][38]ElPlanetario Haydenespecifica el mes luz con mayor precisión como 30 días de tiempo de viaje de la luz.[39]

La luz viaja aproximadamente un pie en un nanosegundo ; el término "pie luz" se utiliza a veces como una medida informal de tiempo. [40]

Véase también

Notas

  1. ^ Un año juliano tiene exactamente 365,25 días (o31 557 600  s basado en un día de exactamente86 400 segundos SI ) [5]
  2. ^ La velocidad de la luz es precisamente299 792 458  m/s por definición del metro.

Referencias

  1. ^ "El Universo a 12,5 años luz: las estrellas más cercanas". www.atlasoftheuniverse.com . Consultado el 2 de abril de 2022 .
  2. ^ abcde Unión Astronómica Internacional, Medición del universo: la UAI y las unidades astronómicas , consultado el 10 de noviembre de 2013
  3. ^ Mutel, RL; Aller, HD; Phillips, RB (1981). "Estructura en milisegundos de arco de BL Lac durante el estallido". Nature . 294 (5838): 236–238. Código Bibliográfico :1981Natur.294..236M. doi :10.1038/294236a0.
  4. ^ de Bruce McClure (31 de julio de 2018). «¿Qué distancia hay entre un año luz y el Sol?». EarthSky . Consultado el 15 de octubre de 2019 .
  5. ^ Recomendaciones de la UAI sobre las unidades, archivadas desde el original el 16 de febrero de 2007
  6. ^ "Constantes astronómicas seleccionadas Archivado el 26 de julio de 2014 en Wayback Machine " en Astronomical Almanac , pág. 6.
  7. ^ ISO 80000-3:2006 Cantidades y unidades: espacio y tiempo
  8. ^ IEEE/ASTM SI 10-2010, Norma nacional estadounidense para la práctica métrica
  9. ^ P. Kenneth Seidelmann, ed. (1992), Suplemento explicativo del Almanaque astronómico, Mill Valley, California: University Science Books, pág. 656, ISBN 978-0-935702-68-2
  10. ^ Constantes básicas, Sierra College
  11. ^ Marc Sauvage, Tabla de constantes astronómicas, archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008
  12. ^ Robert A. Braeunig, Constantes básicas
  13. ^ CW Allen (1973), Astrophysical Quantities (tercera edición), Londres: Athlone, pág. 16, ISBN 978-0-485-11150-7
  14. ^ Arthur N. Cox, ed. (2000), Allen's Astrophysical Quantities (cuarta edición), Nueva York: Springer-Valeg, pág. 12, ISBN 978-0-387-98746-0
  15. ^ Nick Strobel, Constantes astronómicas
  16. ^ KEK B, Constantes astronómicas, archivado desde el original el 9 de septiembre de 2007 , consultado el 5 de noviembre de 2008
  17. ^ Thomas Szirtes (1997), Análisis y modelado dimensional aplicado, Nueva York: McGraw-Hill, pág. 60, ISBN 978-0-07-062811-3
  18. ^ Comins, Neil F. (2013), Descubriendo el universo esencial (quinta edición), WH Freeman, pág. 365, ISBN 978-1-4292-5519-6
  19. ^ Viollier 1994
  20. ^ Hassani, Sadri (2010), De los átomos a las galaxias, CRC Press, pág. 445, ISBN 978-1-4398-0850-4
  21. ^ Deza, Michel Marie; Deza, Elena (2016), Enciclopedia de distancias (cuarta edición), Springer, pág. 620, ISBN 978-3-662-52843-3
  22. ^ Sánchez et al 2022
  23. ^ Bessel, Friedrich (1839). "Sobre el paralaje de la estrella 61 Cygni". Revista filosófica y revista científica de Londres y Edimburgo . 14 : 68–72.Afirmación de Bessel de que la luz tarda 10,3 años en recorrer la distancia.
  24. ^ Ule, Otto (1851). "Was wir in den Sternen lesen". Museo Alemán: Zeitschrift für Literatur, Kunst und Öffentliches Leben . 1 : 721–738.
  25. ^ Diesterweg, Adolph Wilhelm (1855). Popular Himmelskunde u. Geografía astronómica. pag. 250.
  26. ^ El estudiante y observador intelectual de la ciencia, la literatura y el arte. Vol. 1. Londres: Groombridge and Sons. 1868. pág. 240.
  27. ^ "Movimientos estelares y estructura del universo" . Consultado el 1 de noviembre de 2014 .
  28. ^ "Capítulo 1, Tabla 1-1", Convenciones del IERS (2003)
  29. ^¿ DÓNDE ESTÁN LOS VIAJEROS?, consultado el 14 de octubre de 2014
  30. ^ La nave espacial de la NASA se embarca en un viaje histórico al espacio interestelar , consultado el 14 de octubre de 2014
  31. ^ NASA , Escalas de distancia cósmica: la estrella más cercana
  32. ^ "Proxima Centauri (Gliese 551)", Enciclopedia de Astrobiología, Astronomía y Vuelos Espaciales
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  37. ^ Fujisawa, K.; Inoue, M.; Kobayashi, H.; Murata, Y.; Wajima, K.; Kameno, S.; Edwards, PG; Hirabayashi, H.; Morimoto, M. (2000), "Gran ángulo de flexión del chorro del mes luz en Centaurus A", Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón , 52 (6): 1021–26, Bibcode :2000PASJ...52.1021F, doi : 10.1093/pasj/52.6.1021 , archivado desde el original el 2 de septiembre de 2009
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  39. ^ Tiempo y distancia del viaje de la luz por el Planetario Hayden. Consultado en octubre de 2010.
  40. ^ David Mermin (2009). Ya era hora: entender la relatividad de Einstein. Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. pág. 22. ISBN 978-0-691-14127-5.

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