Til venstre lyser en stjerne, og fra den brer fargede bølger seg ut etter hverandre — rosa, cyan, fiolett —, hver med sin egen forsinkelse, slik at sirklene aldri faller sammen. Over dem gløder to tåker som langsomt skifter form, og rundt omkring blinker stjerner med perioder valgt innbyrdes inkommensurable. Langs skalaen nederst løper et cyanfarget merke fra stjernen og når nøyaktig streken ved ett lysår, der en rosa strek venter: det er selve målingen — lysets vei på ett år, avsatt på en linjal. Bokstavene i midten er de samme på alle språk; navnet på hvert språk står under platen.
Enhet utenfor SI · astronomi · lengde
Lysår, ly
En linjal der lyset måler opp inndelingen
Lengdeenhet · lysets vei i vakuum på ett juliansk år · 9 460 730 472 580 800 m
Ordet ble ikke funnet opp av astronomer, men av formidlere, og fagfolkene rynket først på nesen: det virket absurd for dem å måle en avstand i tid, og attpåtil i et år, som hver kalender teller på sin måte. Anskueligheten vant likevel, for setningen «lyset bruker fire år til den nærmeste stjernen» forstår enhver som noen gang har ventet på et brev, mens et tall i millioner av millioner kilometer ikke sier fantasien noe.
Fordelen med denne enheten er at den sammen med avstanden forteller bildets alder. Når vi ser på Proxima, ser vi den slik den var for fire og et kvart år siden, og når vi ser på Andromedatåken — slik den var da det ennå ikke fantes et eneste menneske av moderne type på jorden. Et teleskop er i den forstand ikke så mye et forstørrelsesglass som en maskin som viser fortiden, og den viser ulike deler av himmelen i ulike epoker på én gang.
Enhetens eksakte verdi kommer ikke fra en måling, men fra to avtaler: lysets hastighet i vakuum er fastsatt som et eksakt antall meter per sekund, og året som brukes, er det julianske, nøyaktig trettien millioner fem hundre og femtisju tusen seks hundre sekunder. Gang det ene med det andre, og du får lysårets lengde til siste siffer, helt uten usikkerhet. Usikkerheten oppstår først senere, når denne linjalen legges mot den virkelige himmelen.
Det internasjonale symbolet er to små latinske bokstaver, ly, uten punktum og uten mellomrom mellom dem; på norsk skriver man «lysår», men i tabeller og diagramtekster setter man nettopp ly, fordi teksten da kan leses i alle land. Multipler dannes med de vanlige prefiksene: kly, Mly, Gly — tusen, en million og en milliard lysår.
Et lysår er en avstand, og ordet «år» i det endrer ingenting: å si «vi fløy i tolv lysår» er like absurd som å si «vi gikk i tolv kilometer i timen». Det skal heller ikke forveksles med parsec, som er litt over tre og et kvart lysår, eller med året som tidsrom: definisjonen bruker det julianske året på nøyaktig tre hundre og sekstifem og et kvart døgn, ikke det tropiske og ikke kalenderåret.
01 · Definisjon
lysets vei på ett år · bildets alder · reisetid for et skipEt lysår er strekningen lyset tilbakelegger i vakuum på ett juliansk år, det vil si på tre hundre og sekstifem og et kvart døgn à åttiseks tusen fire hundre sekunder. Definisjonen inneholder to størrelser, begge fastsatt eksakt, og derfor er også produktet deres eksakt: her er ingen normal, ingen måling og ingen korreksjoner — bare multiplikasjonen av to avtalte tall.
Ordene «i vakuum» i definisjonen er ikke pynt. I luft, i glass og i interstellar gass går lyset langsommere, og om enheten ble definert ved en virkelig stråle, ville lengden dens avhenge av hvilken del av himmelen strålen hadde krysset. Det astronomiske vakuumet er nesten fullkomment, men korreksjonen for materie er fortsatt merkbar for radiobølger, og derfor inneholder definisjonen nettopp hastigheten i vakuum.
Den andre finessen er hvilket år som tas. Det tropiske året er omtrent elleve minutter kortere enn det julianske, kalenderåret skifter lengde gang på gang, og det sideriske er lengre; forskjellen ender i milliondeler, noe som ikke er lite for astronomien. Den internasjonale astronomiske union valgte det julianske året nettopp for dets bestandighet: det er verken knyttet til jordens rotasjon eller til dens bane rundt solen og endrer seg derfor ikke med tiden.
Til slutt har størrelsen en egenskap som verken meteren eller parsec har: den sier straks hvor sent ute vi er. Avstanden i lysår er bildets alder, og ethvert himmelkart viser seg å være et kart over ulike epoker, sydd sammen til ett bilde. For denne egenskapens skyld tåler fagfolkene enheten, selv om de i artikler foretrekker parsec: den er avledet av en direkte målt vinkel og ikke av tid.
Hvem vi ser, og hvem vi når
I scenens øvre halvdel lyser et objekt, og fra det går en bølge mot oss: så lenge den er på vei, ser vi ikke stjernen, men fortiden dens, og teksten ved okularet viser året da lyset la ut. Avstandsglidebryteren flytter objektet fra kanten av solsystemet til nabogalaksene, og med det skifter epoken vi observerer. I den nedre halvdelen flyr et skip mot det samme objektet, og det har to klokker: den fiolette blir på jorden, den rosa går om bord. Den andre glidebryteren akselererer skipet, og jo nærmere det kommer lysets hastighet, desto mer skiller visningene lag — til en reise som fra jorden tar århundrer, krymper til noen få år for mannskapet. Legg merke til at skipet ikke kan ta igjen lyset ved noen innstilling: det rosa merket blir alltid liggende bak det cyanfargede.
02 · Omregning
avstander · lys på vei · ferd nær lysets hastighetÉn avstand i seks skikkelser
Den første fanen regner den innskrevne avstanden om til andre enheter — fra parsec og astronomiske enheter til lysdøgn og vanlige kilometer. Den andre viser lys fra hvilke epoker som når oss fra kjente objekter. Den tredje regner ut en ferd: hvor mange år den tar etter jordens klokke, og hvor mange etter skipets ved ulike farter.
Huskeregel: en parsec er drøyt tre lysår, et lysår drøyt sekstitre tusen astronomiske enheter, og lyset fra solen bruker drøyt åtte minutter på å nå oss.
Selve enheten er eksakt, men avstandene som uttrykkes i den, er langt fra alltid det: til nabostjernene kjenner man dem på brøkdeler av en prosent, til lyssterke superkjemper med en spredning på flere titall prosent, og for fjerne galakser avhenger avstandene i tillegg av valgt ekspansjonsmodell. Et antall lysår i et oppslagsverk bærer nesten alltid med seg en usikkerhet som populære bildetekster utelater.
| Størrelse | Verdi | Merknad |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Måleinstrumenter
laseravstandsmåling · astrometrisk satellitt · cepheide · supernovaEn stige der hvert trinn hviler på det forrige
Det eneste tilfellet der linjalen er ærlig
Mot hjørnereflektorene som er etterlatt på Månen, skyter man fortsatt laserpulser og fanger de tilbakevendende fotonene, som kommer ett per flere skudd. Avstanden følger direkte av gangtiden, måles altså bokstavelig i lyssekunder, og nøyaktigheten når centimeter. Metoden virker innenfor solsystemet — lenger ute finnes ingen som kan sette opp en reflektor, og linjalen må vike for en kjede av indirekte metoder.
Pendling i stedet for linjal
De nærmeste stjernene måles geometrisk: på et halvår flytter observatøren seg sammen med jorden to ganger avstanden til solen, og en nær stjerne forskyves litt i forhold til de fjerne. Vinkelen for denne forskyvningen er en brøkdel av et buesekund, og den inverse verdien gir straks avstanden i parsec, som så regnes om til lysår. En moderne astrometrisk satellitt har på den måten målt over en milliard stjerner og skjøvet den direkte metodens horisont ut til flere tusen lysår.
En stjerne som selv oppgir lysstyrken sin
Cepheide-variable pulserer, og perioden for pulsasjonen er fast knyttet til den sanne lysstyrken: den som finner perioden med stoppeklokke, vet hvor lyssterk stjernen virkelig er, og ved å sammenligne med hvor svak den ser ut, får man avstanden. Nettopp slik viste det seg i tjueårene i forrige århundre at Andromedatåken ligger langt utenfor vår galakse, og verdens størrelse vokste over natten mange ganger.
Der lysåret slutter å være bekvemt
På store avstander kommer utbruddene fra supernovaer av en bestemt type, som har nesten lik lysstyrke, inn i bildet, sammen med rødforskyvningen av linjene i spekteret. Men her begynner enheten å få vansker: mens lyset var på vei, utvidet rommet seg, og «avstand» faller fra hverandre i flere ulike størrelser — hvor lenge lyset fløy, og hvor langt unna objektet er nå. Derfor snakker kosmologien heller om rødforskyvning og overlater lysårene til populære bildetekster.
05 · Skriveregler
ly uten punktum · prefikser for multipler · det er en lengdeÅr i navnet, meter i realiteten
Nesten alle feil med denne enheten kommer av navnet: ordet «år» drar tiden med seg, og i teksten sniker det seg inn vendinger der avstand måles i timer og fart i kilometer.
Den første skrivemåten setter en varighet i avstandens sted og er derfor meningsløs, som «tolv kilo vei». Den andre og fjerde bryter symbolets form: to små bokstaver, uten punktum og uten mellomrom. Den tredje tar kalenderåret i stedet for det julianske og endrer dermed enhetens verdi i sjette siffer. Den femte forveksler avstand med alder: lyset var fire år på vei, mens stjernen har eksistert i milliarder av år. Den sjette er nettopp den opprinnelige feilen som alle de andre vokser ut av, og den dukker dessverre opp selv i bildetekster til helt seriøse illustrasjoner.
06 · Naboenheter
parsec · astronomisk enhet · lyssekundTre naboenheter deler ett og samme avstandsområde og skiller seg ved hvor målet er hentet fra: for parsec er det en vinkel, for den astronomiske enheten jordbanen, for lysåret og lyssekundet gangtiden.
Fagartiklenes enhet: den er avledet direkte av en målt vinkel og ikke av tid, så man trenger ikke sette inn noen fremmed avtale om årets lengde i den.
Målet for solsystemets indre anliggender: avstanden fra jorden til solen, fastsatt som et eksakt antall meter. Utenfor Neptuns bane blir den allerede ubekvem.
Den yngre søsteren av samme slag, praktisk for samband: lyset bruker ett og et kvart sekund til Månen, og en samtale med den kan ikke lenger føres uten merkbare pauser.
Blant Simetriums pass står ved siden av parsec, og til grunn for begge enhetene ligger den samme lyshastigheten, som man også måler signalets gangtid i jordiske samband med.
07 · Historisk del
arkiv · 1676 → 1838 → 1851 → 1984Hvordan lysets forsinkelse ble en linjal
{title}
{text}
Søylenes høyde viser hvilken avstand man i ulike epoker kunne nå med direkte geometrisk måling, og det hvite merket løper hele veien. Legg merke til at hvert sprang ikke henger sammen med en ny teori, men med et nytt instrument: først heliometeret, så fotoplaten, så en satellitt plassert utenfor atmosfæren.
En eksakt enhet for ueksakte avstander
Det underlige med denne enheten er at den er kjent helt eksakt, mens alt som måles med den, bare er kjent tilnærmet. Eksaktheten kom gratis: lyshastigheten sluttet å bli målt i det øyeblikket meteren ble definert ved den, og man avtalte at det julianske året er nøyaktig trettien og en halv million sekunder, og produktet av to eksakte tall kan ikke bli annet enn et tredje eksakt tall.
Usikkerheten oppstår i neste trinn, når linjalen legges mot himmelen. Avstandene til de nærmeste stjernene er kjent på hundredeler av en prosent, men allerede for lyssterke superkjemper som Betelgeuse når spredningen i anslagene flere titall prosent, fordi overflaten til slike stjerner i seg selv er uklar, og parallaksen må renses ut av et dirrende bilde. På galaktiske avstander trer en kjede av indirekte metoder inn, og hvert trinn i den legger sin egen usikkerhet oppå den som er arvet fra det forrige.
Derav regelen for god skikk: et antall lysår bør oppgis sammen med usikkerheten og metoden som ga det, fordi «to og et halvt tusen lysår» ut fra parallaksen og det samme tallet ut fra rødforskyvningen er størrelser av ulik natur. Enheten er uten skyld i dette: den er nøyaktig slik den er definert, og all usikkerhet kommer ikke fra linjalen, men fra det man måler med den.
Katalog over størrelser
astronomi og avstanderSI-grunnenheter
uthevet er meter og sekund — av dem er lysåret satt sammenHvor vi ser, og hva vi ser
året da lyset la ut, regnes fra inneværende år| Objekt | Avstand | I parsec | Lys på vei | Lyset la ut | Hva som skjedde da |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
Den siste kolonnen er hovedargumentet for denne enheten: den gjør en avstand om til en dato og gjør dermed observasjonen lik lesingen av brev sendt i ulike århundrer. Man bør likevel huske at disse datoene er konvensjonelle for fjerne objekter: mens lyset var på vei, rakk rommet å utvide seg, og «hvor mange år det fløy» faller ikke lenger sammen med «hvor langt unna objektet er nå».