बाईं ओर एक तारा चमक रहा है और उससे एक के बाद एक रंगीन तरंगें फैलती जाती हैं — गुलाबी, नीलाभ, बैंगनी — हर एक की अपनी देरी है, इसलिए वृत्त कभी एक-दूसरे पर नहीं पड़ते। उनके ऊपर दो नीहारिकाएँ सुलग रही हैं और धीरे-धीरे अपनी रूपरेखा बदलती हैं, चारों ओर तारे टिमटिमाते हैं जिनके आवर्तकाल जानबूझकर ऐसे चुने गए हैं कि आपस में मेल न खाएँ। नीचे के पैमाने पर तारे से एक नीलाभ निशान दौड़ता है और ठीक एक प्रकाश-वर्ष के अंक पर पहुँचता है, जहाँ गुलाबी रेखा उसकी प्रतीक्षा कर रही है: यही तो माप है — एक वर्ष में प्रकाश की दूरी, रूलर पर उतारी हुई। बीच के अक्षर सभी भाषाओं में एक जैसे हैं; हर भाषा में नाम पट्टिका के नीचे लिखा है।
SI से बाहर की इकाई · खगोल विज्ञान · लंबाई
प्रकाश-वर्ष, ly
वह रूलर जिसके अंक प्रकाश नापता है
लंबाई की इकाई · निर्वात में एक जूलियन वर्ष में प्रकाश की दूरी · 9 460 730 472 580 800 m
यह शब्द खगोलविदों ने नहीं, विज्ञान को सरल भाषा में बताने वालों ने गढ़ा, और विशेषज्ञों ने पहले नाक-भौं सिकोड़ी: उन्हें दूरी को समय से नापना बेतुका लगा, और वह भी वर्ष से, जिसे हर पंचांग अपने ढंग से गिनता है। फिर भी सहजता जीत गई, क्योंकि «सबसे पास के तारे तक प्रकाश चार वर्ष लेता है» वाक्य वह हर व्यक्ति समझ जाता है जिसने कभी चिट्ठी की राह देखी हो, जबकि लाखों-करोड़ों किलोमीटर वाली संख्या कल्पना से कुछ नहीं कहती।
इस इकाई का लाभ यह है कि दूरी के साथ-साथ यह चित्र की उम्र भी बता देती है। प्रॉक्सिमा को देखते समय हम उसे वैसा देखते हैं जैसा वह सवा चार वर्ष पहले था, और एंड्रोमेडा नीहारिका को देखते समय — वैसी जैसी वह तब थी जब पृथ्वी पर आधुनिक मनुष्य का एक भी व्यक्ति नहीं आया था। इस अर्थ में दूरबीन आवर्धक काँच से अधिक अतीत दिखाने वाली मशीन है, और वह आकाश के अलग-अलग हिस्सों को अलग-अलग युगों में एक साथ दिखाती है।
इकाई का सटीक मान किसी माप से नहीं, दो समझौतों से आता है: निर्वात में प्रकाश की चाल मीटर प्रति सेकंड की ठीक-ठीक संख्या के रूप में तय है, और इसके लिए वर्ष जूलियन लिया जाता है, ठीक तीन करोड़ पंद्रह लाख सत्तावन हजार छह सौ सेकंड। एक को दूसरे से गुणा कीजिए और प्रकाश-वर्ष की लंबाई अंतिम अंक तक, बिना किसी अनिश्चितता के मिल जाएगी। अनिश्चितता बाद में आती है, जब इस रूलर को असली आकाश पर रखा जाता है।
अंतर्राष्ट्रीय संकेत दो छोटे लैटिन अक्षर ly हैं, बिना बिंदु और बिना बीच की जगह के; हिंदी में «प्रकाश-वर्ष» लिखा जाता है, पर तालिकाओं और आरेखों की पट्टियों में यही ly रखा जाता है, क्योंकि ऐसा लेख हर देश में पढ़ा जाता है। गुणक सामान्य उपसर्गों से बनते हैं: kly, Mly, Gly — हजार, दस लाख और एक अरब प्रकाश-वर्ष।
प्रकाश-वर्ष दूरी है, और नाम में «वर्ष» होने से कुछ नहीं बदलता: «हम बारह प्रकाश-वर्ष तक उड़ते रहे» कहना उतना ही बेतुका है जितना «हम बारह किलोमीटर प्रति घंटा तक चलते रहे» कहना। इसे पारसेक से भी न मिलाएँ, जो सवा तीन प्रकाश-वर्ष से थोड़ा अधिक है, और न ही समय-अंतराल वाले वर्ष से: परिभाषा में ठीक तीन सौ पैंसठ सवा दिन का जूलियन वर्ष है, न कि सायन या पंचांगी वर्ष।
01 · परिभाषा
एक वर्ष में प्रकाश की दूरी · चित्र की उम्र · यान की यात्रा का समयप्रकाश-वर्ष वह दूरी है जो प्रकाश निर्वात में एक जूलियन वर्ष में तय करता है, यानी तीन सौ पैंसठ सवा दिनों में, जिनमें हर दिन छियासी हजार चार सौ सेकंड का है। परिभाषा में दो राशियाँ हैं, दोनों ठीक-ठीक तय, इसलिए उनका गुणनफल भी सटीक है: यहाँ न कोई मानक है, न माप, न सुधार — केवल समझौते से स्वीकृत दो संख्याओं का गुणा।
परिभाषा में «निर्वात में» शब्द सजावट नहीं हैं। हवा में, काँच में और तारों के बीच की गैस में प्रकाश धीमे चलता है, और यदि इकाई को किसी असली किरण से परिभाषित किया जाता तो उसकी लंबाई इस पर निर्भर करती कि किरण आकाश के किस हिस्से से गुजरी। खगोलीय निर्वात लगभग पूर्ण है, पर पदार्थ के कारण सुधार रेडियो तरंगों के लिए अब भी ध्यान देने योग्य है, इसीलिए परिभाषा में निर्वात वाली चाल ही दर्ज है।
दूसरी बारीकी यह है कि कौन सा वर्ष लिया जाए। सायन वर्ष जूलियन से लगभग ग्यारह मिनट छोटा है, पंचांगी वर्ष की लंबाई बार-बार बदलती है, और नाक्षत्र वर्ष बड़ा है; अंतर अंततः दस लाखवें हिस्सों में आता है, जो खगोल विज्ञान के लिए कम नहीं। अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ ने जूलियन वर्ष उसकी स्थिरता के कारण ही चुना: वह न पृथ्वी के घूर्णन से बँधा है, न सूर्य की परिक्रमा से, इसलिए समय के साथ बदलता नहीं।
अंत में, इस राशि में एक गुण है जो न मीटर में है, न पारसेक में: यह तुरंत बता देती है कि हम कितनी देर से पहुँचे। प्रकाश-वर्ष में दूरी ही चित्र की उम्र है, और आकाश का हर नक्शा अलग-अलग युगों का नक्शा निकलता है जिन्हें एक चित्र में सिल दिया गया हो। विशेषज्ञ इसी गुण के कारण इस इकाई को सह लेते हैं, हालाँकि लेखों में वे पारसेक को पसंद करते हैं: वह समय से नहीं, सीधे नापे गए कोण से निकलता है।
हम किसे देखते हैं और किस तक पहुँचते हैं
दृश्य के ऊपरी आधे भाग में एक पिंड चमकता है और उससे एक तरंग हमारी ओर आती है: जब तक वह रास्ते में है, हम तारा नहीं, उसका अतीत देखते हैं, और नेत्रिका के पास लिखा वर्ष बताता है कि प्रकाश कब चला। दूरी वाला स्लाइडर पिंड को सौर मंडल के किनारे से पड़ोसी आकाशगंगाओं तक ले जाता है, और उसके साथ वह युग भी बदलता है जिसे हम देख रहे हैं। निचले आधे भाग में एक यान उसी पिंड की ओर उड़ता है और उसके पास दो घड़ियाँ हैं: बैंगनी पृथ्वी पर रहती है, गुलाबी यान पर चलती है। दूसरा स्लाइडर यान को तेज करता है, और वह प्रकाश की चाल के जितना पास पहुँचता है, दोनों घड़ियों के पाठ उतने ही अलग होते जाते हैं — यहाँ तक कि जो रास्ता पृथ्वी से सदियों का लगता है, वह चालक दल के लिए कुछ ही वर्षों में सिमट जाता है। ध्यान दीजिए कि किसी भी सेटिंग पर यान प्रकाश से आगे नहीं निकल सकता: गुलाबी निशान हमेशा नीलाभ के पीछे रहता है।
02 · रूपांतरण
दूरियाँ · रास्ते में प्रकाश · प्रकाश के निकट चाल से उड़ानएक दूरी, छह रूपों में
पहला टैब दर्ज की गई दूरी को दूसरी इकाइयों में बदलता है — पारसेक और खगोलीय इकाई से लेकर प्रकाश-दिन और साधारण किलोमीटर तक। दूसरा दिखाता है कि जाने-पहचाने पिंडों से किन युगों का प्रकाश हम तक आता है। तीसरा उड़ान की गणना करता है: अलग-अलग चालों पर पृथ्वी की घड़ी से कितने वर्ष और यान की घड़ी से कितने।
याद रखने का नियम: एक पारसेक तीन प्रकाश-वर्ष से थोड़ा अधिक है, एक प्रकाश-वर्ष तिरसठ हजार खगोलीय इकाइयों से थोड़ा अधिक, और सूर्य का प्रकाश हम तक आठ मिनट से कुछ ऊपर में पहुँचता है।
इकाई स्वयं सटीक है, पर उससे बताई गई दूरियाँ हमेशा सटीक होने से बहुत दूर हैं: पड़ोसी तारों तक उन्हें प्रतिशत के अंशों तक जाना जाता है, चमकीले महादानव तारों तक दसियों प्रतिशत के बिखराव के साथ, और दूर की आकाशगंगाओं में दूरियाँ चुने गए प्रसार मॉडल पर भी निर्भर करती हैं। संदर्भ पुस्तक में प्रकाश-वर्षों की संख्या लगभग हमेशा एक अनिश्चितता साथ लाती है, जिसे लोकप्रिय पट्टियाँ छोड़ देती हैं।
| राशि | मान | टिप्पणी |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · मापक यंत्र
लेजर दूरी-मापन · खगोल-मापी उपग्रह · सेफीड · महानोवावह सीढ़ी जिसका हर डंडा पिछले पर टिका है
एकमात्र मौका जब रूलर ईमानदार है
चंद्रमा पर छोड़े गए कोणीय परावर्तकों पर आज भी लेजर स्पंद भेजे जाते हैं और लौटते फोटॉन पकड़े जाते हैं, जो कई शॉट पर एक आता है। दूरी सीधे आने-जाने के समय से निकलती है, यानी वह सचमुच प्रकाश-सेकंड में नापी जाती है, और शुद्धता सेंटीमीटर तक पहुँचती है। यह तरीका सौर मंडल के भीतर चलता है — उससे आगे परावर्तक रखने वाला कोई नहीं, और रूलर अप्रत्यक्ष तरीकों की शृंखला को जगह दे देता है।
रूलर की जगह झूलना
सबसे पास के तारे ज्यामिति से नापे जाते हैं: आधे वर्ष में प्रेक्षक पृथ्वी के साथ सूर्य तक की दूरी से दुगना हट जाता है, और पास का तारा दूर के तारों के सापेक्ष जरा-सा खिसक जाता है। इस खिसकाव का कोण चाप-सेकंड का अंश होता है, और उसका व्युत्क्रम तुरंत पारसेक में दूरी देता है, जिसे फिर प्रकाश-वर्ष में बदला जाता है। आधुनिक खगोल-मापी उपग्रह ने इसी तरह एक अरब से अधिक तारे नापे और सीधी विधि का क्षितिज कई हजार प्रकाश-वर्ष तक खिसका दिया।
वह तारा जो अपनी चमक खुद बताता है
सेफीड परिवर्तनशील तारे स्पंदित होते हैं, और उनके स्पंदन का आवर्तकाल उनकी सच्ची दीप्ति से कसकर जुड़ा है: स्टॉपवॉच से आवर्तकाल जानकर खगोलविद जान लेता है कि तारा सचमुच कितना चमकीला है, और यह देखकर कि वह कितना मंद दिखता है, दूरी निकाल लेता है। ठीक इसी तरह पिछली सदी के बीस के दशक में पता चला कि एंड्रोमेडा नीहारिका हमारी आकाशगंगा से कहीं बाहर है, और संसार का आकार रातोंरात कई गुना बढ़ गया।
जहाँ प्रकाश-वर्ष सुविधाजनक नहीं रह जाता
बड़ी दूरियों पर एक खास तरह के महानोवा विस्फोट काम आते हैं, जिनकी दीप्ति लगभग एक जैसी होती है, और स्पेक्ट्रम की रेखाओं का लाल खिसकाव भी। पर यहाँ इकाई को दिक्कत होने लगती है: जब तक प्रकाश रास्ते में था, अंतरिक्ष फैल रहा था, और «दूरी» कई अलग-अलग राशियों में बँट जाती है — प्रकाश कितने समय उड़ा, और पिंड अब कितनी दूर है। इसीलिए ब्रह्मांड विज्ञान लाल खिसकाव की बात करना पसंद करता है और प्रकाश-वर्ष लोकप्रिय पट्टियों के लिए छोड़ देता है।
05 · लेखन नियम
बिना बिंदु के ly · गुणकों के उपसर्ग · यह लंबाई हैनाम में वर्ष, असल में मीटर
इस इकाई से जुड़ी लगभग सारी गलतियाँ इसके नाम से आती हैं: «वर्ष» शब्द अपने साथ समय खींच लाता है, और लेख में ऐसे वाक्य घुस आते हैं जिनमें दूरी घंटों में और चाल किलोमीटर में नापी जाती है।
पहला लेखन दूरी की जगह अवधि रख देता है और इसीलिए निरर्थक है, जैसे «बारह किलोग्राम रास्ता»। दूसरा और चौथा संकेत का रूप तोड़ते हैं: दो छोटे अक्षर, बिना बिंदु और बिना जगह के। तीसरा जूलियन की जगह पंचांगी वर्ष लेता है और इस तरह इकाई का मान छठे अंक पर बदल देता है। पाँचवाँ दूरी और उम्र को मिला देता है: प्रकाश चार वर्ष चला, जबकि तारा अरबों वर्षों से है। छठा वही मूल गलती है जिससे बाकी सब उगती हैं, और अफसोस कि वह पूरी तरह गंभीर चित्रों की पट्टियों में भी मिल जाती है।
06 · पड़ोसी इकाइयाँ
पारसेक · खगोलीय इकाई · प्रकाश-सेकंडतीन पड़ोसी इकाइयाँ दूरियों का एक ही दायरा आपस में बाँटती हैं और इस बात में अलग हैं कि नाप कहाँ से ली गई: पारसेक में कोण से, खगोलीय इकाई में पृथ्वी की कक्षा से, प्रकाश-वर्ष और प्रकाश-सेकंड में रास्ते के समय से।
विशेषज्ञ लेखों की इकाई: वह समय से नहीं, सीधे नापे गए कोण से निकलती है, इसलिए उसमें वर्ष की लंबाई का कोई बाहरी समझौता डालने की जरूरत नहीं।
सौर मंडल के भीतरी कामों की नाप: पृथ्वी से सूर्य की दूरी, मीटरों की ठीक संख्या के रूप में तय। नेप्च्यून की कक्षा के आगे उसका इस्तेमाल पहले ही असुविधाजनक है।
उसी कुल की छोटी बहन, संचार के लिए सुविधाजनक: चंद्रमा तक प्रकाश सवा सेकंड लेता है, और उससे बातचीत अब साफ ठहरावों के बिना नहीं हो सकती।
Simetrium के पासपोर्टों में पड़ोस में खड़ा है पारसेक, और दोनों इकाइयों की नींव में है वही प्रकाश की चाल, जिससे धरती की संचार लाइनों में संकेत के गुजरने का समय भी नापा जाता है।
07 · ऐतिहासिक भाग
अभिलेख · 1676 → 1838 → 1851 → 1984प्रकाश की देरी रूलर कैसे बनी
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{text}
स्तंभों की ऊँचाई बताती है कि अलग-अलग युगों में सीधी ज्यामितीय माप से किस दूरी तक पहुँचा जा सका, और सफेद निशान यह पूरा रास्ता तय करता है। ध्यान दीजिए कि हर छलाँग नए सिद्धांत से नहीं, नए यंत्र से जुड़ी है: पहले हीलियोमीटर, फिर फोटोग्राफिक प्लेट, फिर वायुमंडल के बाहर भेजा गया उपग्रह।
अनिश्चित दूरियों के लिए एक सटीक इकाई
इस इकाई की अनोखी बात यह है कि वह स्वयं पूरी तरह सटीक ज्ञात है, जबकि उससे नापी गई हर चीज केवल लगभग ज्ञात है। शुद्धता मुफ्त में आई: प्रकाश की चाल उसी क्षण नापी जानी बंद हो गई जब मीटर उससे परिभाषित हुआ, और जूलियन वर्ष को ठीक तीन करोड़ पंद्रह लाख सेकंड मान लिया गया, और दो सटीक संख्याओं का गुणनफल तीसरी सटीक संख्या के सिवा कुछ हो ही नहीं सकता।
अनिश्चितता अगले कदम पर आती है, जब रूलर आकाश पर रखा जाता है। सबसे पास के तारों तक दूरियाँ प्रतिशत के सौवें हिस्सों तक ज्ञात हैं, पर बेटेलगीज जैसे चमकीले महादानवों में अनुमानों का बिखराव दसियों प्रतिशत तक पहुँच जाता है, क्योंकि ऐसे तारों की सतह ही धुँधली है और लंबन को काँपती छवि में से छाँटना पड़ता है। आकाशगंगा वाली दूरियों पर अप्रत्यक्ष विधियों की शृंखला आ जाती है, और उसका हर डंडा पिछले से मिली अनिश्चितता पर अपनी अनिश्चितता जोड़ देता है।
यहीं से अच्छे ढंग का नियम निकलता है: प्रकाश-वर्षों की संख्या उसकी अनिश्चितता और उस विधि के साथ देनी चाहिए जिससे वह मिली, क्योंकि लंबन से निकले «ढाई हजार प्रकाश-वर्ष» और लाल खिसकाव से निकली वही संख्या अलग स्वभाव की राशियाँ हैं। इसमें इकाई का कोई दोष नहीं: वह ठीक वैसी ही है जैसी परिभाषित हुई, और सारी अनिश्चितता रूलर से नहीं, उस चीज से आती है जिसे उससे नापा जाता है।
राशियों की सूची
खगोल विज्ञान और दूरियाँSI की मूल इकाइयाँ
मीटर और सेकंड उभरे हुए हैं — प्रकाश-वर्ष इन्हीं से बना हैहम कहाँ देखते हैं और क्या देखते हैं
प्रकाश के चलने का वर्ष इस वर्ष से गिना गया है| पिंड | दूरी | पारसेक में | रास्ते में प्रकाश | प्रकाश चला | तब क्या हो रहा था |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
अंतिम स्तंभ इस इकाई के पक्ष में सबसे बड़ा तर्क है: वह दूरी को तारीख में बदल देता है और इस तरह प्रेक्षण को अलग-अलग सदियों में भेजी चिट्ठियाँ पढ़ने जैसा बना देता है। फिर भी याद रखना चाहिए कि दूर के पिंडों के लिए ये तारीखें केवल एक समझौता हैं: जब तक प्रकाश रास्ते में था, अंतरिक्ष फैलने का समय पा गया, और «कितने वर्ष उड़ा» अब «पिंड अब कितनी दूर है» से मेल नहीं खाता।