Rok świetlny i opóźnienie sygnału — patrzymy w przeszłość

Potrzebne wiadomości: Droga, czas, szybkość i zamiana jednostek.

Od czasu do odległości

Dla światła w próżni stosujemy d=ct. Szybkość c można w szkolnych obliczeniach przyjąć jako 300 000 km/s. Rok świetlny definiuje się z użyciem roku juliańskiego, mającego 365,25 doby. Otrzymujemy około 9,46 biliona kilometrów. Nie jest to czas podróży dowolnego statku: statek poruszający się wolniej potrzebuje odpowiednio więcej czasu.

Droga w jedną i w dwie strony

Gdy odbieramy sygnał ze znanej odległości d, opóźnienie wynosi d/c. Gdy wysyłamy impuls, odbijamy go i mierzymy czas powrotu, światło przebywa około 2d. Wtedy d=ct/2. Zakładamy nieruchomy cel, pomijalny czas odpowiedzi i brak dodatkowego opóźnienia w ośrodku. Dla poruszającego się celu trzeba uwzględnić jego zmianę położenia.

Przykład: rozmowa z sondą

Sonda pozostaje w odległości 90 milionów kilometrów. Nasze polecenie dotrze po 300 s. Natychmiastowa odpowiedź wróci po kolejnych 300 s, więc na potwierdzenie poczekamy co najmniej 10 minut. Szybszy komputer pokładowy nie usunie czasu propagacji.

Gwiazda odległa o kilkadziesiąt lat świetlnych jest widoczna dzięki światłu wysłanemu kilkadziesiąt lat wcześniej. Nie wynika z tego, że już nie istnieje. Sam czas podróży światła nie rozstrzyga, co wydarzyło się później. Przy kosmologicznych odległościach dochodzi ekspansja przestrzeni; prostego szkolnego przeliczenia nie należy wtedy utożsamiać z każdą definicją odległości.

Zadania do tego tematu

• Odpowiedź sondy odległej o 72 miliony kilometrów
• Echo radiowe i odległość modelowej planetoidy
• Osiem lat świetlnych przy szybkości jednej piątej c
• Czy opóźniony obraz dowodzi, że gwiazda już zgasła?

Dalsza lektura

Materiał referencyjny