Balra egy csillag ragyog, és belőle egymás után színes hullámok terjednek szét — rózsaszín, ciánkék, lila —, mindegyik a maga késésével, így a körök sosem esnek egybe. Fölöttük két köd izzik, lassan változtatva körvonalát, körös-körül pedig csillagok pislákolnak, amelyek periódusait összemérhetetlennek választották. Az alsó skálán a csillagtól ciánkék jel fut, és pontosan az egy fényévnél lévő osztásig ér, ahol rózsaszín vonás várja: ez maga a mérés — a fény egyévnyi útja egy vonalzóra felmérve. A középső betűk minden nyelven ugyanazok; az adott nyelvű név a lap alatt áll.
SI-n kívüli egység · csillagászat · hosszúság
Fényév, ly
Vonalzó, amelynek beosztását a fény méri ki
Hosszúságegység · a fény útja vákuumban egy julián év alatt · 9 460 730 472 580 800 m
A szót nem csillagászok találták ki, hanem ismeretterjesztők, és a szakemberek eleinte fintorogtak: képtelenségnek tűnt számukra távolságot idővel mérni, ráadásul évvel, amelyet minden naptár a maga módján számol. A szemléletesség mégis győzött, mert azt a mondatot, hogy „a legközelebbi csillagig négy évig tart a fény útja”, megérti bárki, aki várt már levélre, míg egy millió millió kilométerben kifejezett szám semmit sem mond a képzeletnek.
Ennek az egységnek az az előnye, hogy a távolsággal együtt a kép korát is közli. Amikor Proximára nézünk, olyannak látjuk, amilyen négy és negyed évvel ezelőtt volt, amikor pedig az Androméda-ködre — olyannak, amilyen akkor volt, amikor a Földön még egyetlen modern típusú ember sem jelent meg. A távcső ebben az értelemben nem annyira nagyító, mint inkább a múltat mutató gép, és az égbolt különböző részeit egyszerre különböző korszakokban mutatja.
Az egység pontos értéke nem mérésből, hanem két megállapodásból származik: a fény vákuumbeli sebessége pontos méter per másodperc értékként rögzített, az évet pedig erre a célra juliánnak veszik, pontosan harmincegymillió-ötszázötvenhétezer-hatszáz másodpercnek. Szorozzák össze a kettőt, és megkapják a fényév hosszát az utolsó számjegyig, mindenféle bizonytalanság nélkül. A bizonytalanság csak később jelenik meg, amikor ezzel a vonalzóval a valódi égboltot kezdik mérni.
A nemzetközi jel két latin kisbetű, ly, pontok és közbülső szóköz nélkül; magyarul „fényév” a neve, de táblázatokban és grafikonfeliratokban éppen az ly-t teszik ki, mert így a felirat bármely országban olvasható. A többszörösöket a szokásos előtagokkal képzik: kly, Mly, Gly — ezer, millió és milliárd fényév.
A fényév távolság, és a benne lévő „év” szó ezen semmit sem változtat: azt mondani, hogy „tizenkét fényévig repültünk”, ugyanolyan képtelenség, mint azt, hogy „tizenkét kilométer per óráig gyalogoltunk”. Nem szabad összetéveszteni a parszekkel sem, amely valamivel több, mint három és negyed fényév, sem az évvel mint időtartammal: a definíció a pontosan háromszázhatvanöt és negyed napos julián évet használja, nem a tropikusat és nem a naptárit.
01 · Meghatározás
a fény útja egy év alatt · a kép kora · egy hajó utazási idejeA fényév az a távolság, amelyet a fény vákuumban egy julián év alatt megtesz, vagyis háromszázhatvanöt és negyed nap alatt, amelyek mindegyike nyolcvanhatezer-négyszáz másodperc. A definíció két mennyiséget tartalmaz, mindkettőt pontosan rögzítették, ezért a szorzatuk is pontos: itt nincs etalon, nincs mérés és nincsenek korrekciók — csak két megállapodással elfogadott szám szorzása.
A „vákuumban” szó a definícióban nem díszítés. Levegőben, üvegben és csillagközi gázban a fény lassabban halad, és ha az egységet valódi fénysugárral határoznák meg, a hossza attól függne, hogy az égbolt melyik részén haladt át. A csillagászati vákuum szinte tökéletes, de az anyag miatti korrekció a rádióhullámoknál továbbra is érzékelhető, ezért a definícióba éppen a vákuumbeli sebességet foglalták bele.
A második finomság, hogy melyik évet veszik. A tropikus év mintegy tizenegy perccel rövidebb a juliánnál, a naptári év újra meg újra változtatja a hosszát, a sziderikus pedig hosszabb; a különbség végül milliomodokban jelentkezik, ami a csillagászatnak nem kevés. A Nemzetközi Csillagászati Unió éppen állandósága miatt választotta a julián évet: sem a Föld forgásához, sem a Nap körüli keringéséhez nem kötődik, ezért idővel nem változik.
Végül a mennyiségnek van egy tulajdonsága, amely sem a méternek, sem a parszeknek nincs meg: azonnal megmondja, mennyit késtünk. A fényévben kifejezett távolság a kép kora, és minden égtérkép különböző korszakok egyetlen képpé összevarrt térképének bizonyul. A szakemberek e tulajdonság kedvéért tűrik az egységet, bár cikkeikben a parszeket részesítik előnyben: az közvetlenül mért szögből származik, nem az időből.
Kit látunk, és kihez jutunk el
A jelenet felső felében egy objektum világít, és felőle hullám tart felénk: amíg úton van, nem a csillagot látjuk, hanem a múltját, és az okulár melletti felirat azt az évet mutatja, amikor a fény útnak indult. A távolságcsúszka az objektumot a Naprendszer peremétől a szomszédos galaxisokig mozgatja, és vele együtt változik a megfigyelt korszak. Az alsó félben egy hajó repül ugyanahhoz az objektumhoz, és két órája van: a lila a Földön marad, a rózsaszín a fedélzeten jár. A második csúszka gyorsítja a hajót, és minél közelebb jut a fénysebességhez, annál inkább elválnak a kijelzések — míg végül az út, amely a Földről nézve évszázadokig tart, a legénység számára néhány évre zsugorodik. Figyeljék meg, hogy a hajó semmilyen beállításnál sem előzheti meg a fényt: a rózsaszín jel mindig a ciánkék mögött marad.
02 · Átszámítás
távolságok · fény útban · repülés közel fénysebességgelEgy távolság hat alakban
Az első fül a megadott távolságot más egységekre váltja — parszektől és csillagászati egységtől a fénynapig és a közönséges kilométerig. A második megmutatja, mely korszakok fénye érkezik hozzánk ismert objektumokról. A harmadik egy repülést számol ki: hány évig tart a Föld órája szerint, és hány évig a hajóé szerint különböző sebességeknél.
Megjegyzendő szabály: egy parszek valamivel több, mint három fényév, egy fényév valamivel több, mint hatvanháromezer csillagászati egység, a Nap fénye pedig nyolc percnél valamivel többet utazik hozzánk.
Maga az egység pontos, de a benne kifejezett távolságok korántsem mindig azok: a szomszédos csillagokig százalékos törtrészek pontossággal ismerjük őket, a fényes szuperóriásokig több tíz százalékos szórással, a távoli galaxisoknál pedig a választott tágulási modelltől is függenek. Egy kézikönyvben szereplő fényévszám szinte mindig bizonytalanságot hordoz, amelyet a népszerű feliratok elhagynak.
| Mennyiség | Érték | Megjegyzés |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Mérőeszközök
lézeres távmérés · asztrometriai műhold · cefeida · szupernóvaLétra, amelynek minden foka az előzőn áll
Az egyetlen eset, amikor a vonalzó becsületes
A Holdon hagyott sarokreflektorokra ma is lézerimpulzusokat lőnek, és elkapják a visszatérő fotonokat, amelyekből több lövésenként egy érkezik. A távolság közvetlenül a futási időből adódik, vagyis szó szerint fénymásodpercben mérik, a pontosság pedig centiméteres. A módszer a Naprendszeren belül működik — távolabb nincs, aki reflektort állítson fel, és a vonalzó közvetett eljárások láncának adja át a helyét.
Ingadozás vonalzó helyett
A legközelebbi csillagokat geometriailag mérik: fél év alatt a megfigyelő a Földdel együtt a Naptól mért távolság kétszeresével mozdul el, a közeli csillag pedig kissé elmozdul a távoliakhoz képest. Ennek az elmozdulásnak a szöge egy ívmásodperc tört része, és reciproka azonnal megadja a távolságot parszekben, amelyet aztán fényévre váltanak. Egy modern asztrometriai műhold így több mint egymilliárd csillagot mért meg, és a közvetlen módszer horizontját több ezer fényévig tolta ki.
Csillag, amely maga közli a fényességét
A cefeida változócsillagok pulzálnak, és pulzálásuk periódusa szorosan összefügg valódi fényteljesítményükkel: ha a csillagász stopperrel megállapítja a periódust, tudja, milyen fényes valójában a csillag, és ha összeveti azzal, milyen halványnak látszik, megkapja a távolságot. Éppen így derült ki a múlt század húszas éveiben, hogy az Androméda-köd messze a mi Galaxisunkon kívül van, és a világ mérete egyik napról a másikra sokszorosára nőtt.
Ahol a fényév már nem kényelmes
Nagy távolságokon bizonyos típusú szupernóvák kitörései lépnek be, amelyek fényteljesítménye csaknem azonos, valamint a színképvonalak vöröseltolódása. Itt azonban az egység nehézségekbe ütközik: amíg a fény úton volt, a tér tágult, és a „távolság” több különböző mennyiségre esik szét — arra, hogy mennyi ideig repült a fény, és arra, hogy most milyen messze van az objektum. Ezért a kozmológia inkább vöröseltolódásról beszél, a fényéveket pedig a népszerű feliratoknak hagyja.
05 · Írásszabályok
ly pontok nélkül · többszörös-előtagok · ez hosszúságÉv a nevében, méter a lényegében
Ezzel az egységgel kapcsolatban szinte minden hiba a nevéből fakad: az „év” szó magával húzza az időt, és a szövegbe olyan fordulatok szivárognak be, amelyekben a távolságot órában, a sebességet kilométerben mérik.
Az első írásmód időtartamot tesz a távolság helyére, ezért értelmetlen, mint „tizenkét kilogramm út”. A második és a negyedik megsérti a jel alakját: két kisbetű, pontok és szóköz nélkül. A harmadik a julián helyett a naptári évet veszi, és ezzel a hatodik számjegyben megváltoztatja az egység értékét. Az ötödik összekeveri a távolságot a korral: a fény négy évig volt úton, a csillag viszont évmilliárdok óta létezik. A hatodik éppen az az eredeti hiba, amelyből az összes többi kinő, és sajnos még egészen komoly illusztrációk feliratában is előfordul.
06 · Szomszédos egységek
parszek · csillagászati egység · fénymásodpercHárom szomszédos egység osztozik egy és ugyanazon távolságtartományon, és abban különböznek, honnan vették a mértéket: a parszeknél ez szög, a csillagászati egységnél a Föld pályája, a fényévnél és a fénymásodpercnél a futási idő.
A szakcikkek egysége: közvetlenül mért szögből származik, nem az időből, ezért nem kell bele idegen megállapodást illeszteni az év hosszáról.
A Naprendszer belügyeinek mértéke: a Föld és a Nap távolsága, pontos méterszámként rögzítve. A Neptunusz pályáján túl már kényelmetlen.
Ugyanannak a fajtának a húga, hasznos az összeköttetésben: a Holdig egy és negyed másodpercig tart a fény útja, és vele már nem lehet észrevehető szünetek nélkül beszélgetni.
A Simetrium útleveleiből mellette áll parszek, és mindkét egység alapjában ott van ugyanaz a fénysebesség, amellyel a jel futási idejét a földi összeköttetésekben is mérik.
07 · Történeti rész
archívum · 1676 → 1838 → 1851 → 1984Hogyan lett a fény késéséből vonalzó
{title}
{text}
Az oszlopok magassága mutatja, milyen távolságig lehetett különböző korszakokban közvetlen geometriai méréssel eljutni, a fehér jel pedig végigjárja ezt az utat. Figyeljék meg, hogy minden ugrás nem új elmélethez, hanem új műszerhez kötődik: előbb a heliométerhez, aztán a fényképezőlemezhez, aztán a légkörön túlra juttatott műholdhoz.
Pontos egység pontatlan távolságokhoz
Ennek az egységnek az a különössége, hogy teljesen pontosan ismert, miközben minden, amit vele mérnek, csak közelítőleg ismert. A pontosság ingyen jött: a fény sebességét abban a pillanatban megszűntek mérni, amikor a métert rajta keresztül határozták meg, a julián évről pedig megállapodtak, hogy pontosan harmincegy és fél millió másodperc, és két pontos szám szorzata nem adhat mást, mint egy harmadik pontos számot.
A bizonytalanság a következő lépésben jelenik meg, amikor a vonalzót az égboltra illesztik. A legközelebbi csillagok távolsága századszázalékos pontossággal ismert, de már a fényes szuperóriásoknál, mint a Betelgeuse, a becslések szórása eléri a több tíz százalékot, mert az ilyen csillagoknak maga a felszíne is elmosódott, és a parallaxist egy remegő képből kell kitisztítani. Galaktikus távolságokon közvetett módszerek lánca lép be, és minden foka a saját bizonytalanságát adja hozzá az előzőtől örököltéhez.
Innen a jó modor szabálya: a fényévszámot a bizonytalanságával és a kapott módszerrel együtt kell megadni, mert a parallaxisból kapott „két és fél ezer fényév” és ugyanez a szám vöröseltolódásból különböző természetű mennyiség. Az egység ebben semmiben sem hibás: pontosan olyan, amilyennek meghatározták, és minden bizonytalanság nem a vonalzóból, hanem abból ered, amit vele mérnek.
Mennyiségek katalógusa
csillagászat és távolságokAz SI alapegységei
kiemelve a méter és a másodperc — ezekből áll össze a fényévHová nézünk, és mit látunk
a fény indulásának éve a folyó évtől számítva| Objektum | Távolság | Parszekben | Fény útban | A fény indult | Mi történt akkor |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
Az utolsó oszlop a legfőbb érv ezen egység mellett: a távolságot dátummá alakítja, és ezzel a megfigyelést különböző századokban feladott levelek olvasásához teszi hasonlóvá. Érdemes azonban szem előtt tartani, hogy távoli objektumoknál ezek a dátumok megállapodásszerűek: amíg a fény úton volt, a tér kitágult, és az, hogy „hány évig repült”, már nem esik egybe azzal, hogy „milyen messze van most az objektum”.