ثانية ضوئية
الثانية الضوئية هي وحدة قياس طول مفيدة في علم الفلك والاتصالات والفيزياء النسبية . تُعرَّف بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في الفضاء الحر خلال ثانية واحدة ، وهي تساوي بالضبط299792458 مترًا ( تقريبًا )983571055 قدم أو186282 ميلاً ) .
وكما تشكل الثانية أساسًا لوحدات زمنية أخرى ، يمكن أن تشكل الثانية الضوئية أساسًا لوحدات طول أخرى ، بدءًا من النانوثانية الضوئية (299.8 ملم أو أقل بقليل من قدم دولية واحدة) إلى الدقيقة الضوئية والساعة الضوئية واليوم الضوئي، والتي تُستخدم أحيانًا في منشورات العلوم الشعبية . كما أن السنة الضوئية الأكثر شيوعًا تُعرَّف حاليًا بأنها تساوي بالضبط31,557,600 ثانية ضوئية ، لأن تعريف السنة يعتمد على السنة اليوليانية ( وليس السنة الغريغورية ) التي تبلغ بالضبط365.25 د ، كل منها بالضبط86400 ثانية من النظام الدولي للوحدات . [ 1 ]
الاستخدام في مجال الاتصالات
تنتقل إشارات الاتصالات على الأرض بسرعة الضوء تماماً في الفضاء الحر. وتُعدّ المسافات التي تُقاس بأجزاء من الثانية الضوئية مفيدة لتخطيط شبكات الاتصالات.
- تبلغ مدة النانو ثانية الضوئية الواحدة حوالي 300 مليمتر (299.8 مليمتر، أي أقل بـ 5 مليمتر من قدم واحدة [ 2 ] )، مما يحد من سرعة نقل البيانات بين أجزاء مختلفة من جهاز الكمبيوتر.
- يبلغ طول الميكروثانية الضوئية الواحدة حوالي 300 متر.
- يبلغ متوسط المسافة، فوق اليابسة، بين الجانبين المتقابلين للأرض 66.8 مللي ثانية ضوئية.
- تقع أقمار الاتصالات عادةً على بُعد يتراوح بين 1.337 مللي ثانية ضوئية ( في مدار أرضي منخفض ) و119.4 مللي ثانية ضوئية ( في مدار ثابت بالنسبة للأرض) من سطح الأرض. لذا، سيكون هناك دائمًا تأخير لا يقل عن ربع ثانية في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض (119.4 مللي ثانية مضروبة في 2)؛ وهذا التأخير ملحوظ بالكاد في المكالمات الهاتفية العابرة للمحيطات التي تُنقل عبر الأقمار الصناعية. كما يتأخر الرد أيضًا بمقدار ربع ثانية، وهو ما يظهر بوضوح خلال المقابلات أو النقاشات التلفزيونية عند إرسالها عبر الأقمار الصناعية.
الاستخدام في علم الفلك
تُعدّ الثانية الضوئية وحدةً ملائمةً لقياس المسافات في النظام الشمسي الداخلي ، نظرًا لتطابقها الوثيق مع البيانات الإشعاعية المستخدمة في تحديدها. (لا يكون التطابق تامًا بالنسبة لمراقب على الأرض بسبب تصحيح طفيف جدًا لتأثيرات النسبية ). تُعتبر قيمة الوحدة الفلكية (التي تُقارب المسافة بين الأرض والشمس) بالثواني الضوئية قياسًا أساسيًا لحساب جداول مواقع الكواكب الحديثة . وعادةً ما يُشار إليها بـ "زمن الضوء لوحدة المسافة" في جداول الثوابت الفلكية ، وقيمتها المقبولة حاليًا هي 499.004786385 ( 20 ) ثانية. [ 3 ] [ 4 ]
- يبلغ متوسط قطر الأرض حوالي 0.0425 ثانية ضوئية.
- يبلغ متوسط المسافة بين الأرض والقمر ( المسافة القمرية ) حوالي 1.282 ثانية ضوئية.
- يبلغ قطر الشمس حوالي 4.643 ثانية ضوئية.
- يبلغ متوسط المسافة بين الأرض والشمس ( الوحدة الفلكية ) 499.0 ثانية ضوئية.
يمكن تعريف مضاعفات الثانية الضوئية، مع أنها، باستثناء السنة الضوئية، تُستخدم بشكل أكبر في منشورات العلوم الشعبية منها في الأبحاث العلمية. على سبيل المثال:
- الدقيقة الضوئية تساوي 60 ثانية ضوئية، وبالتالي فإن متوسط المسافة بين الأرض والشمس هو 8.317 دقيقة ضوئية.
- يبلغ متوسط المسافة بين بلوتو والشمس (34.72 وحدة فلكية [ 5 ] ) 4.81 ساعة ضوئية. [ 6 ]
- يبلغ بُعد المركبة الفضائية " فويجر 1 "، وهي أبعد جسم اصطناعي للبشرية ، سرعة بين النجوم تبلغ 3.57 وحدة فلكية في السنة، [ 7 ] أو 29.7 دقيقة ضوئية في السنة. [ 8 ] وبحلول عام 2025، كانت المركبة، التي أُطلقت عام 1977، على بُعد يزيد عن 23 ساعة ضوئية من الأرض والشمس [ 9 ] ، ومن المتوقع أن تصل إلى مسافة يوم ضوئي واحد تقريبًا في نوفمبر 2026. [ 10 ]
| وحدة | تعريف | المسافة المكافئة في | مثال | ||
|---|---|---|---|---|---|
| العدادات | كيلومترات | مايلز | |||
| ثانية ضوئية | ثانية ضوئية واحدة | 299792458 مترًا | 2.998 × 10⁵ كم | 1.863 × 10 5 ميل | يبلغ متوسط المسافة بين الأرض والقمر حوالي 1.282 ثانية ضوئية |
| دقيقة ضوئية | 60 ثانية ضوئية =دقيقة ضوئية واحدة | 17987547480 مترًا | 1.799 × 10 7 كم | 1.118 × 10 7 ميل | يبلغ متوسط المسافة بين الأرض والشمس 8.317 دقيقة ضوئية |
| ساعات الضوء | 60 دقيقة ضوئية =3600 ثانية ضوئية | 1079252848800 متر | 1.079 × 10 9 كم | 6.706 × 10 8 ميل | تبلغ مسافة الحضيض الشمسي لكوكب زحل حوالي 1.25 ساعة ضوئية . |
| ضوء النهار | 24 ساعة ضوئية =86400 ثانية ضوئية | 25902068371200 متر | 2.590 × 10 10 كم | 1.609 × 10^ 10 ميل | تبعد المركبة الفضائية فوياجر 1 حوالي 0.96 يومًا ضوئيًا عن الشمس (اعتبارًا من مارس 2025). |
| أسبوع ضوئي | 7 أيام ضوئية =604800 ثانية ضوئية | 181 314 478 598 400 م | 1.813 × 10 11 كم | 1.127 × 10 11 ميل | يُعتقد أن سحابة أورت تمتد ما بين 41 و 82 أسبوعًا ضوئيًا من الشمس |
| سنة ضوئية | 365.25 يومًا ضوئيًا =31,557,600 ثانية ضوئية | 9 460 730 472 580 800 م | 9.461 × 10 12 كم | 5.879 × 10 12 ميل | بروكسيما سنتوري هو أقرب نجم إلى الشمس، ويبعد عنها حوالي 4.24 سنة ضوئية |
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ توصيات الاتحاد الفلكي الدولي بشأن الوحدات، مؤرشفة بتاريخ 16 فبراير 2007 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ اقترح ديفيد ميرمين تسمية جزء من نانوثانية الضوء بـ "فوت" في الصفحة 22 من كتاب "حان الوقت" (2005)، منشورات جامعة برينستون
- ↑ ستانديش، إي إم (1998). "جداول جداول الكواكب والقمر الصادرة عن مختبر الدفع النفاث، DE405/LE405" (ملف PDF) . JPL IOM 312.F-98-048. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 20 فبراير 2012..
- ^ مكارثي ، دينيس د. بيتي، جيرار، محرران. (2004). “اتفاقيات IERS (2003)”. IERS المذكرة الفنية رقم 32 (PDF) . فرانكفورت: Bundesamts für Kartographie und Geodäsie. رقم ISBN 3-89888-884-3.
- ↑ "مسافة بلوتو من الشمس - وولفرام ألفا" . www.wolframalpha.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2023 .
- ↑ "مسافة بلوتو عن الشمس خلال ساعات النهار - Wolfram|Alpha" . www.wolframalpha.com . تاريخ الاسترجاع: 7 مارس 2023 .
- ↑ "فويجر - حقائق سريعة" . voyager.jpl.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2023 .
- ↑ "3.57 وحدة فلكية/سنة بالدقائق الضوئية/سنة - Wolfram|Alpha" . www.wolframalpha.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2023 .
- ↑ "أين هما فوياجر 1 وفوياجر 2 الآن؟" . science.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-11-2025 .
- ↑ "عيون على النظام الشمسي" . eyes.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-11-2025 .
- وحدات الطول
- وحدات القياس في علم الفلك