Levo sija zvezda, a od nje se jedan za drugim šire obojeni talasi — ružičasti, cijan, ljubičasti —, svaki sa sopstvenim kašnjenjem, tako da se krugovi nikad ne poklapaju. Iznad njih tinjaju dve magline koje polako menjaju obris, a unaokolo trepere zvezde čiji su periodi izabrani kao nesamerljivi. Po donjoj skali od zvezde trči cijan oznaka i stiže tačno do podeoka od jedne svetlosne godine, gde je čeka ružičasta crtica: to je samo merenje — put svetlosti za godinu dana nanet na lenjir. Slova u sredini su ista na svim jezicima; naziv na svakom jeziku stoji ispod ploče.
Jedinica van SI · astronomija · dužina
Svetlosna godina, ly
Lenjir čije podeoke odmerava svetlost
Jedinica dužine · put svetlosti u vakuumu za julijansku godinu · 9 460 730 472 580 800 m
Ovu reč nisu smislili astronomi, već popularizatori, a stručnjaci su se isprva mrštili: činilo im se besmislenim meriti rastojanje vremenom, i to još godinom, koju svaki kalendar računa na svoj način. Ipak je pobedila slikovitost, jer rečenicu „do najbliže zvezde svetlost putuje četiri godine” razume svako ko je ikad čekao pismo, dok broj u milionima miliona kilometara ništa ne govori mašti.
Prednost ove jedinice je u tome što zajedno sa rastojanjem saopštava i starost slike. Kad gledamo Proksimu, vidimo je onakvu kakva je bila pre četiri i četvrt godine, a kad gledamo maglinu Andromedu — onakvu kakva je bila kad se na Zemlji još nije pojavio nijedan čovek savremenog tipa. Teleskop u tom smislu nije toliko uveličavajuće staklo koliko mašina koja pokazuje prošlost, i to različite delove neba u različitim epohama odjednom.
Tačna vrednost jedinice ne potiče iz merenja, već iz dva dogovora: brzina svetlosti u vakuumu utvrđena je kao tačan broj metara u sekundi, a godina se za tu svrhu uzima julijanska, tačno trideset jedan milion petsto pedeset sedam hiljada šesto sekundi. Pomnožite jedno drugim i dobićete dužinu svetlosne godine do poslednje cifre, bez ikakve nesigurnosti. Nesigurnost se javlja tek kasnije, kad se tim lenjirom počne meriti stvarno nebo.
Međunarodna oznaka su dva mala latinična slova ly, bez tačaka i bez razmaka između njih; na srpskom se piše „svetlosna godina” ili skraćeno „sv. g.”, ali se u tabelama i natpisima na grafikonima stavlja upravo ly, jer se tako natpis čita u bilo kojoj zemlji. Umnošci se grade uobičajenim prefiksima: kly, Mly, Gly — hiljadu, milion i milijardu svetlosnih godina.
Svetlosna godina je rastojanje, i prisustvo reči „godina” tu ništa ne menja: reći „leteli smo dvanaest svetlosnih godina” jednako je besmisleno kao reći „išli smo dvanaest kilometara na sat dugo”. Ne treba je mešati ni sa parsekom, koji je nešto duži od tri i četvrt svetlosne godine, ni sa godinom kao vremenskim razmakom: u definiciji je julijanska godina od tačno trista šezdeset pet i četvrt dana, a ne tropska niti kalendarska.
01 · Definicija
put svetlosti za godinu dana · starost slike · vreme putovanja brodaSvetlosna godina je rastojanje koje svetlost pređe u vakuumu za jednu julijansku godinu, to jest za trista šezdeset pet i četvrt dana od po osamdeset šest hiljada četiristo sekundi. Definicija sadrži dve veličine, obe utvrđene tačno, pa je i njihov proizvod tačan: tu nema etalona, ni merenja, ni ispravki — postoji samo množenje dva broja usvojena dogovorom.
Reči „u vakuumu” u definiciji nisu ukras. U vazduhu, u staklu i u međuzvezdanom gasu svetlost ide sporije, i kad bi se jedinica definisala stvarnim zrakom, njena dužina bi zavisila od toga kroz koji je deo neba prošao. Astronomski vakuum je gotovo savršen, ali ispravka zbog materije ostaje primetna za radio-talase, i zato je u definiciju ugrađena upravo brzina u vakuumu.
Druga finesa je koja se godina uzima. Tropska godina je kraća od julijanske za oko jedanaest minuta, kalendarska s vremena na vreme menja dužinu, a zvezdana je duža; razlika na kraju iznosi milionite delove, što za astronomiju nije malo. Međunarodna astronomska unija izabrala je julijansku godinu upravo zbog njene postojanosti: nije vezana ni za obrtanje Zemlje ni za njeno kretanje oko Sunca, pa se zato ne menja s vremenom.
Najzad, ova veličina ima svojstvo koje nemaju ni metar ni parsek: odmah kaže koliko smo zakasnili. Rastojanje u svetlosnim godinama jeste starost slike, i svaka karta neba ispostavlja se kao karta različitih epoha sašivenih u jednu sliku. Zbog tog svojstva stručnjaci trpe jedinicu, iako u člancima više vole parsek: on je izveden neposredno iz merenog ugla, a ne iz vremena.
Koga vidimo i do koga ćemo stići
U gornjoj polovini scene sija objekat i od njega ka nama ide talas: dok je na putu, ne vidimo zvezdu, već njenu prošlost, a natpis kod okulara pokazuje godinu u kojoj je svetlost krenula. Klizač rastojanja pomera objekat od ruba Sunčevog sistema do susednih galaksija, i s njim se menja epoha koju posmatramo. U donjoj polovini ka istom objektu leti brod i ima dva sata: ljubičasti ostaje na Zemlji, ružičasti ide na brodu. Drugi klizač ubrzava brod, i što se više približava brzini svetlosti, to se više razilaze pokazivanja — sve dok se put koji sa Zemlje traje vekovima za posadu ne skupi na nekoliko godina. Primetite da brod ni pri jednom podešavanju ne može da pretekne svetlost: ružičasta oznaka uvek ostaje iza cijan oznake.
02 · Pretvaranje
rastojanja · svetlost na putu · let brzinom bliskom svetlosnojJedno rastojanje u šest oblika
Prva kartica pretvara uneto rastojanje u druge jedinice — od parseka i astronomskih jedinica do svetlosnih dana i običnih kilometara. Druga pokazuje svetlost iz kojih epoha stiže do nas od poznatih objekata. Treća računa let: koliko godina traje po satu Zemlje, a koliko po satu broda pri različitim brzinama.
Pravilo za pamćenje: parsek je nešto više od tri svetlosne godine, svetlosna godina nešto više od šezdeset tri hiljade astronomskih jedinica, a svetlost Sunca stiže do nas za nešto više od osam minuta.
Sama jedinica je tačna, ali rastojanja izražena njome daleko od toga da su uvek tačna: do susednih zvezda znamo ih s tačnošću na delove procenta, do sjajnih supergiganata s rasipanjem od više desetina procenata, a kod dalekih galaksija zavise i od izabranog modela širenja. Broj svetlosnih godina u priručniku gotovo uvek nosi nesigurnost koju popularni natpisi izostavljaju.
| Veličina | Vrednost | Napomena |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Merni instrumenti
laserska lokacija · astrometrijski satelit · cefeida · supernovaMerdevine čija svaka prečka stoji na prethodnoj
Jedini slučaj kad je lenjir pošten
Na ugaone reflektore ostavljene na Mesecu i danas se ispaljuju laserski impulsi i hvataju se fotoni koji se vraćaju, jedan na nekoliko hitaca. Rastojanje proizlazi neposredno iz vremena leta, dakle meri se doslovno u svetlosnim sekundama, a tačnost dostiže centimetre. Metoda radi unutar Sunčevog sistema — dalje nema ko da postavi reflektor, i lenjir ustupa mesto lancu posrednih postupaka.
Njihanje umesto lenjira
Najbliže zvezde mere se geometrijski: za pola godine posmatrač se zajedno sa Zemljom pomeri za dvostruko rastojanje do Sunca, a bliska zvezda se malo pomeri u odnosu na daleke. Ugao tog pomeranja iznosi deo lučne sekunde, a njegova recipročna vrednost odmah daje rastojanje u parsecima, koji se zatim pretvaraju u svetlosne godine. Savremeni astrometrijski satelit izmerio je tako više od milijardu zvezda i pomerio horizont neposredne metode do nekoliko hiljada svetlosnih godina.
Zvezda koja sama saopštava svoj sjaj
Promenljive cefeide pulsiraju, a period njihovog pulsiranja čvrsto je vezan za njihov pravi luminozitet: kad astronom štopericom utvrdi period, zna koliko je zvezda zaista sjajna, a poređenjem s tim koliko bledo izgleda dobija rastojanje. Upravo se tako dvadesetih godina prošlog veka pokazalo da maglina Andromeda leži daleko izvan naše Galaksije, i dimenzije sveta preko noći su porasle mnogostruko.
Tamo gde svetlosna godina prestaje da bude zgodna
Na velikim rastojanjima na scenu stupaju eksplozije supernovih određene vrste, čiji je luminozitet gotovo isti, i crveni pomak linija u spektru. Ali ovde jedinica počinje da ima teškoće: dok je svetlost bila na putu, prostor se širio, i „rastojanje” se raspada na nekoliko različitih veličina — koliko je dugo svetlost letela i koliko je daleko objekat sada. Zato kosmologija radije govori o crvenom pomaku, a svetlosne godine prepušta popularnim natpisima.
05 · Pravila pisanja
ly bez tačaka · prefiksi umnožaka · to je dužinaGodina u imenu, metri u suštini
Gotovo sve greške s ovom jedinicom potiču iz njenog imena: reč „godina” vuče za sobom vreme, i u tekst se uvlače obrti u kojima se rastojanje meri satima, a brzina kilometrima.
Prvi zapis stavlja trajanje na mesto rastojanja i zato je besmislen, kao „dvanaest kilograma puta”. Drugi i četvrti krše oblik oznake: dva mala slova, bez tačaka i bez razmaka. Treći uzima kalendarsku godinu umesto julijanske i time menja vrednost jedinice na šestoj cifri. Peti meša rastojanje sa starošću: svetlost je putovala četiri godine, dok zvezda postoji milijardama godina. Šesti je upravo ona izvorna greška iz koje izrastaju sve ostale, i nažalost se sreće čak i u natpisima sasvim ozbiljnih ilustracija.
06 · Susedne jedinice
parsek · astronomska jedinica · svetlosna sekundaTri susedne jedinice dele isti opseg rastojanja i razlikuju se po tome odakle je mera uzeta: kod parseka je to ugao, kod astronomske jedinice Zemljina putanja, kod svetlosne godine i svetlosne sekunde vreme puta.
Jedinica stručnih članaka: izvedena je neposredno iz merenog ugla, a ne iz vremena, pa u nju ne treba unositi tuđi dogovor o dužini godine.
Mera unutrašnjih poslova Sunčevog sistema: rastojanje od Zemlje do Sunca, utvrđeno kao tačan broj metara. Iza Neptunove putanje već je nezgodna.
Mlađa sestra iste loze, zgodna za veze: do Meseca svetlost putuje sekundu i četvrt, i razgovor s njim više ne može da se vodi bez primetnih pauza.
Među Simetrium pasošima pored stoji parsek, a u osnovi obe jedinice leži ista brzina svetlosti, kojom se meri i vreme prolaska signala u zemaljskim vezama.
07 · Istorijski deo
arhiva · 1676 → 1838 → 1851 → 1984Kako je kašnjenje svetlosti postalo lenjir
{title}
{text}
Visina stubića pokazuje do kog se rastojanja u različitim epohama moglo doseći neposrednim geometrijskim merenjem, a bela oznaka prelazi ceo taj put. Primetite da svaki skok nije vezan za novu teoriju, već za novi instrument: najpre heliometar, zatim fotografska ploča, pa satelit iznet izvan atmosfere.
Tačna jedinica za netačna rastojanja
Neobičnost ove jedinice je u tome što je poznata apsolutno tačno, dok je sve što se njome meri poznato samo približno. Tačnost je stigla besplatno: brzina svetlosti prestala je da se meri u trenutku kad je metar definisan preko nje, a za julijansku godinu dogovoreno je da iznosi tačno trideset jedan i po milion sekundi, i proizvod dva tačna broja ne može dati ništa drugo nego treći tačan broj.
Nesigurnost se javlja u sledećem koraku, kad se lenjir prisloni na nebo. Rastojanja do najbližih zvezda poznata su s tačnošću na stote delove procenta, ali već kod sjajnih supergiganata poput Betelgeza rasipanje procena dostiže desetine procenata, jer je kod takvih zvezda razmazana već sama površina, a paralaksu treba izdvojiti iz podrhtavajuće slike. Na galaktičkim rastojanjima nastupa lanac posrednih metoda, i svaka njegova prečka dodaje sopstvenu nesigurnost onoj nasleđenoj od prethodne.
Odatle pravilo dobrog tona: broj svetlosnih godina treba navoditi zajedno s nesigurnošću i načinom na koji je dobijen, jer „dve i po hiljade svetlosnih godina” iz paralakse i isti broj iz crvenog pomaka jesu veličine različite prirode. Jedinica pri tome nije ni za šta kriva: tačno je onakva kakva je definisana, i sva nesigurnost ne potiče od lenjira, već od onoga što se njime meri.
Katalog veličina
astronomija i rastojanjaOsnovne SI jedinice
istaknuti su metar i sekunda — od njih je sastavljena svetlosna godinaKuda gledamo i šta vidimo
godina polaska svetlosti računa se od tekuće godine| Objekat | Rastojanje | U parsecima | Svetlost na putu | Svetlost je krenula | Šta se tada dešavalo |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {ly} | {pc} | {wait} | {when} | {era} |
Poslednja kolona je glavni argument u korist ove jedinice: ona pretvara rastojanje u datum i time posmatranje čini sličnim čitanju pisama poslatih u različitim vekovima. Ipak treba imati na umu da su za daleke objekte ti datumi uslovni: dok je svetlost bila na putu, prostor je stigao da se raširi, i „koliko je godina letela” više se ne poklapa sa „koliko je objekat sada daleko”.