Muitas pessoas não entendem o que é um "ano-luz". Embora pareça uma medida de tempo, porque inclui ano, na verdade é uma distância. De certa forma, é uma distância expressa em termos da velocidade da luz, para que você também possa ter outras medidas, como um dia claro ou até um segundo claro. No entanto, isso é apenas parte da história, porque as distâncias em escala cósmica são complicadas pela expansão do tecido do espaço-tempo. Calcular um ano-luz é fácil, basta multiplicar a velocidade da luz pelo número de segundos em um ano, mas calcular distâncias cosmológicas não é tão fácil. O desvio para o vermelho do objeto é a coisa mais fácil de definir objetivamente, mas existem outros conceitos, como a distância de movimento, que também podem ser úteis.

TL; DR (muito longo; não leu)

Encontre a distância em termos de luz usando a fórmula:

d

_{L \u003d ct}

Onde c
é a velocidade da luz, d
_{L é a distância e t
é o período de tempo. Para um ano-luz:}

Ano-luz \u003d velocidade da luz × número de segundos em um ano

Distâncias cosmológicas podem ser encontradas usando uma calculadora cosmológica e o desvio para o vermelho do objeto em questão.
Como calcular um ano-luz ou outra distância da luz

Calcule um ano-luz usando a fórmula simples:

Ano-luz \u003d velocidade da luz × número de segundos em um ano

A velocidade da luz geralmente recebe o símbolo c
, e se você a multiplicar por qualquer período de tempo ( t
), obterá essa "distância da luz" (< em> d
_{L) fora do cálculo. Para escrever:}

d

_{L \u003d ct}

A velocidade da luz é de aproximadamente 2.998 × 10 ^{8 metros por segundo, portanto, um ano-luz é:}

Ano-luz \u003d 2.998 × 10 ^{8 m /s × 365,25 dias /ano × 24 horas /dia × 60 minutos /hora × 60 segundos /minuto}

\u003d 9,46 × 10 15 m

Esse cálculo usou 365,25 dias por ano para explicar os anos bissextos. Da mesma forma, um dia claro é:

Dia claro \u003d 2,998 × 10 ^{8 m /s × 24 horas /dia × 60 minutos /hora × 60 segundos /minuto}

\u003d 2,59 × 10 13 m
Distâncias cosmológicas e desvio para o vermelho

Distâncias em uma escala cosmológica são complicadas porque todo o tecido do espaço-tempo está em constante expansão. Assim, por exemplo, se um sinal de luz de uma galáxia distante chega em nossa direção, ele se move na velocidade da luz e provavelmente leva centenas de milhões de anos para concluir a jornada. Durante esse tempo, o próprio espaço se expandiu e, portanto, a distância é ainda maior do que teria sido no início da jornada. Isso torna muito difícil definir o que realmente significa dizer que algo percorreu uma certa distância no espaço. A distância em movimento se expande junto com o espaço, por isso é responsável por esse problema, mas ainda não é adequada para todos os fins.

A medida mais objetiva da distância no espaço é o "desvio para o vermelho". Isso mede o quanto a onda de luz se estendeu (aproximando-a do extremo vermelho do espectro) devido à expansão do espaço durante sua jornada. Se viajar mais longe, mudará mais o comprimento de onda da luz.

Redshift ( z
) é definido como:

z

\u003d ( λ
_{obs - λ
resto) / λ
resto}

Onde λ
é o símbolo para o comprimento de onda e os subscritos "obs" e "rest" significam o comprimento de onda que você observa e o comprimento de onda no quadro de referência em que foi emitido, respectivamente. Você pode encontrar o comprimento de onda quando foi emitido com base nos valores padrão obtidos em laboratório, porque diferentes substâncias absorvem e emitem luz em partes específicas do espectro.
Encontrar a distância cosmológica

Encontrar distâncias cosmológicas é um grande desafio . Embora você possa calculá-lo, a melhor abordagem é usar uma calculadora cosmológica com alguns parâmetros padrão já inseridos. Digite o desvio para o vermelho do objeto em que você deseja encontrar a distância, usando os parâmetros sugeridos pela calculadora, e ele retornará muitas medidas de distância, incluindo a distância de deslocamento e o tempo de deslocamento da luz. Você pode multiplicar o tempo de deslocamento da luz (convertido em segundos, como na primeira seção) pela velocidade da luz para encontrar a distância percorrida pela própria luz.