سال نوری چطور اندازی گیری شد؟

مقدمه

مسافتهای کوتاه مانند طول و عرض یک کتاب را برحسب سانتیمتر یا اینچ اندازه می گیرند؛ مسافتهای بلندتر را برحسب متر یا فوت می‌سنجند؛ و مسافتهای باز هم بزرگتر را با کیلومتر یا مایل اندازه می‌گیرند. اما مسافتهای میلیارد یا تریلیونها کیلومتر را نمی‌توان بر حسب این واحدها اندازه گرفت. برای اندازه گیری این مسافت ها، ما به واحد کاملا متفاوتی نیاز داریم. سال نوری در واقع واحد طول مورد استفاده برای مسافتهای زیاد بین کره زمین و ستارگان است.

سرعت نور

نور با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. در این سرعتها نور مسافتی برابر با ۱۸ میلیون کیلومتر را در دقیقه طی می‌نماید. این مسافت را دقیقه نوری می‌نامند. وقتی که می‌گوییم یک جرم آسمانی بخصوص، در فاصله یک دقیقه نوری ما قرار دارد، این بدان معناست که آن جرم در فاصله ۱۸ میلیون کیلومتری زمین واقع شده است. مثلا فاصله خورشید از کره زمین ۸ دقیقه و ۳۰ ثانیه نوری می‌باشد. این عدد نشان می‌دهد که فاصله خورشید از زمین ۱۵۰ میلیون کیلومتر است.

مسافت طی شده توسط نور در یک سال ، ۹۰۴۶۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰ کیلومتر است. بطور خلاصه می‌توان گفت که این فاصله ۴۶/۹ میلیون میلیون یا ۱۰^۱۲ × ۹.۴۶ کیلومتر است. این مسافت را یک سال نوری می‌نامند. فاصله کره ماه از زمین ، برحسب این واحد ، ۲۵/۱ ثانیه نوری است. نزدیکترین ستاره به زمین ، پرکسیما سنتوری در فاصله ۲۵/۴ سال نوری قرار دارد. این بدان معناست که اگر با هواپیمایی که با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند پرواز کنیم، ۲۵/۴ سال طول می‌کشد تا به این ستاره برسیم (چنین سرعتی در عالم واقع امکان پذیر نیست). این ستاره فقط در نیمکره جنوبی قابل مشاهده است. نزدیکترین ستاره قابل رؤیت در نیمکره شمالی، سیروس است که فاصله آن از کره زمین ۸/۸ سال نوری است.

سال نوری چگونه اندازه گیری شد؟!

برای اندازه گیری سرعت نور قطعا باید از روشهای ابتکاری استفاده کرد، چرا که آزمایشگاهی که حتی بتوان در آن سرعت نور را در یک ثانیه بدست آو.رد، باید لااقل ۱۰^۸ × ۳ کیلومتر طول داشته باشد. اولین بار یک ستاره شناس دانمارکی به نام اولاس رومر Olaus Roemer این کار را انجام داد. او دریافت که خسوف یکی از اقمار سیاره مشتری همچنان که زمین در مدار خود از خورشید دور می‌شود، ادامه می‌یابد. سپس ، وقتی که زمین به وضع اول خود بازگشت دو مرتبه خسوف رؤیت می‌شود. اختلاف زمانی که پدیده تقریبا ۱۷ دقیقه بود و از روی آن بسادگی می‌شد تخمین زد که نور برای عبور از قطر مدار زمین چقدر وقت صرف کرده است. نتیجه این آزمایش با توجه به اینکه او می‌دانست این فاصله تقریبا ۶/۲۹۷ کیلومتر است این شد که سرعت نور به آسانی بدست آمد. البته برای محاسبه دقیق سرعت نور بعدها روشهای بسیار دقیقتری بکار گرفته شد که در نتیجه سرعت نور به میزان بسیار دقیقتری بدست آمد.