Beaucoup de gens comprennent mal ce qu'est une "année-lumière". Bien que cela ressemble à une mesure du temps, parce que cela inclut l'année, c'est en fait une distance. Dans un sens, c'est une distance exprimée en termes de vitesse de la lumière, de sorte que vous pouvez également avoir d'autres mesures comme un jour de lumière ou même une seconde de lumière. Cependant, ceci n'est qu'une partie de l'histoire, parce que les distances à l'échelle cosmique sont compliquées par l'expansion du tissu de l'espace-temps. Calculer une année-lumière est facile, il suffit de multiplier la vitesse de la lumière par le nombre de secondes dans une année, mais le calcul des distances cosmologiques n'est pas si facile. Le décalage vers le rouge de l'objet est la chose la plus facile à définir objectivement, mais il existe d'autres concepts comme la distance de rapprochement qui peuvent aussi être utiles.

TL; DR (Trop long; Pas lu)

Trouver la distance en termes de lumière en utilisant la formule:

d

_{L = ct}

Où c
est la vitesse de la lumière, d
_{L est la distance, et t
est la période de temps. Pour une année lumière:}

Année lumière = vitesse de la lumière × nombre de secondes dans une année

Les distances cosmologiques peuvent être trouvées à l'aide d'une calculatrice cosmologique et du décalage vers le rouge de l'objet en question. >

Comment calculer une année de lumière ou une autre distance de lumière

Calculer une année de lumière en utilisant la formule simple:

Année de lumière = vitesse de la lumière × nombre de secondes de l'année
>

La vitesse de la lumière est généralement donnée par le symbole c
, et si vous la multipliez par une durée quelconque ( t
), vous obtiendrez cette "distance de la lumière" "( d
_{L) hors du calcul. Donc, vous pouvez écrire:}

d

_{L = ct}

La vitesse de la lumière est d'environ 2,998 × 10 ^{8 mètres par seconde, donc une année-lumière est:}

Année lumineuse = 2,998 × 10 ^{8 m /s × 365,25 jours /an × 24 heures /jour × 60 minutes /heure × 60 secondes /minute}

= 9,46 × 10 ^{15 m}

Ce calcul a utilisé 365,25 jours par an pour tenir compte des années bissextiles. De même, un jour de lumière est:

Jour de lumière = 2.998 × 10 ^{8 m /s × 24 heures /jour × 60 minutes /heure × 60 secondes /minute}

= 2.59 × 10 ^{13 m}

Distances cosmologiques et redshift

Les distances sur une échelle cosmologique sont compliquées parce que tout le tissu de l'espace-temps est en expansion constante. Ainsi, par exemple, si un signal lumineux provenant d'une galaxie distante vient vers nous, il se déplace à la vitesse de la lumière et prend probablement des centaines de millions d'années pour terminer le voyage. Pendant ce temps, l'espace lui-même s'est élargi, et la distance est donc encore plus grande qu'elle ne l'aurait été au début du voyage. Cela rend vraiment difficile de définir ce que signifie réellement que de dire que quelque chose a parcouru une certaine distance à travers l'espace. La distance de «comotion» augmente avec l'espace, de sorte qu'elle explique ce problème, mais elle n'est toujours pas juste.

La mesure la plus objective de la distance dans l'espace est le «redshift». combien l'onde lumineuse s'est "étirée" (en la rapprochant de l'extrémité rouge du spectre) à cause de l'expansion de l'espace pendant son voyage. Si elle se déplace plus loin, elle aura plus décalé la longueur d'onde de la lumière.

Redshift ( z
) est défini comme:

z

= ( λ
_{obs - λ
reste) / λ
reste}

Où λ
est le symbole de la longueur d'onde et les indices "obs" et "rest" signifient respectivement la longueur d'onde que vous observez et la longueur d'onde dans le repère où il a été émis. Vous pouvez trouver la longueur d'onde lorsqu'elle a été émise sur la base de valeurs standard obtenues en laboratoire, car différentes substances absorbent et émettent de la lumière dans certaines parties du spectre.

Trouver la distance cosmologique

Trouver des distances cosmologiques est assez difficile. Bien que vous puissiez le calculer, la meilleure approche consiste à utiliser une calculatrice cosmologique avec certains paramètres standards déjà entrés. Entrez le décalage vers le rouge de l'objet que vous voulez trouver la distance, en utilisant les paramètres suggérés par la calculatrice, et il renverra de nombreuses mesures de distance, y compris la distance de comoving et le temps de voyage de la lumière. Vous pouvez multiplier le temps de parcours de la lumière (converti en secondes, comme dans la première section) par la vitesse de la lumière pour trouver la distance parcourue par la lumière elle-même.