Một Năm Ánh Sáng Bằng Bao Nhiêu Km ?

Tôi nghĩ đây là một thuật ngữ không còn mới nữa. Không mới là vì trong số chúng ta, sẽ có nhiều người từng nghe nhắc đến cụm từ “ năm ánh sáng ” trong các chương trình khoa học giới thiệu về hành tinh, vũ trụ… . Tuy nhiên cách tính một năm ánh sáng đi được quãng đường dài bao nhiêu thì không phải ai cũng biết và nhớ.

Với một sự hiểu biết còn hạn hẹp thì goctomo.com xin được giới thiệu với mọi người đôi nét về “ năm ánh sáng ” và độ dài của nó là bao nhiêu km nhé.

Là thuật ngữ chỉ quãng đường mà ánh sáng đi được trong chân không trong vòng một năm dương lịch ( năm Julius – tính theo thời gian Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời )

“ Năm ánh sáng ” chính là một loại đơn vị đo khoảng cách lớn trong vũ trụ, giữa ngân hà, hành tinh này, ngôi sao này đến một hành tinh khác, ngôi sao, dải ngân hà khác…

Nhưng vì sao lại sử dụng năm ánh sáng để đo khoảng cách trong vũ trụ mà không tính bằng km như chúng ta thường sử dụng nhỉ ?

Bởi vì vũ trụ quá rộng lớn, thậm chí nó còn giãn nở thêm theo thời gian. Sự rộng lớn của vũ trụ đã có một con số cụ thể nhưng không thể hình dung được bằng kilomet hay met mà chúng ta luôn dùng trong cuộc sống thường ngày. Và cuộc đời của con người chúng ta quá ngắn để có thể khám phá được toàn bộ vũ trụ. Nó không phải giống như khoảng cách từ nhà này đến nhà khác, từ thành phố này đến thành phố khác. Nó là vô tận.

Vậy nên với vận tốc ánh sáng là 299.792,458 km/ giây ( xấp xỉ 300 ngàn km ) thì dùng tốc độ của ánh sáng để đo khoảng cách trong vũ trụ là một cách tính rút gọn tiên tiến trong khoa học của con người.

Thuật ngữ “ năm ánh sáng ” có lẽ được tìm ra từ khoảng những năm giữa thế kỉ 19. Một nhà thiên văn học người Đức tên là F.Bessel đã đo thành công khoảng cách từ Trái Đất đến một ngôi sao khác ngoài hệ Mặt Trời vào năm 1838. Mặc dù giới thiên văn học vẫn sử dụng đơn vị lớn nhất khi đó để tính khoảng cách vũ trụ là “ Đơn vị thiên văn ”

Nhưng Bessel nghĩ rằng mọi người sẽ dễ hình dung hơn với hình ảnh bước sóng ánh sáng đi được bao xa để biết về các khoảng cách trong vũ trụ. Tuy nhiên ông lại ngập ngừng chưa công bố việc sử dụng “ năm ánh sáng ” vì cho rằng cách tính mới này sẽ làm sai kết quả ông mới tìm ra -  khi mà vận tốc ánh sáng còn chưa biết chính xác là bao nhiêu.

Tuy nhiên vào những năm sau đó, thuật ngữ  “ năm ánh sáng ” bắt đầu được đưa vào các sách, tài liệu chuyên môn Thiên văn học, nhưng vẫn bị xem là cái tên lạ lẫm . Thời điểm này, các nhà khoa học đã lần lượt tìm ra được vận tốc ánh sáng.

Từ năm 1968 đến 1983 họ lại sử dụng “ năm chí tuyến ” ( không phải năm Julius ) và phép đo tốc độ ánh sáng để tính toán khoảng cách không gian trong vũ trụ.

Đến năm 1984, “ năm ánh sáng ” mới được Hiệp hội Thiên văn quốc tế ( IAU ) công bố chính thức và sử dụng phổ biến . Với tên tiếng Anh của cụm từ là Light Year nên Hiệp hội cũng lấy kí hiệu cho đơn vị này là Ly.

Có Thể Bạn Quan Tâm:  Việt Nam Có Bao Nhiêu Tỉnh Giáp Biển?

Ngoài Ly, “ năm ánh sáng ” cũng được một số nước khác gọi theo ngôn ngữ riêng nên sẽ có kí hiệu riêng của họ. Ví dụ trong tiếng Pháp và Tây Ban Nha là “ al ”  -  viết tắt của année – lumière ( Pháp )  và año luz ( Tây Ban Nha ), còn tiếng Đức là “ Lj ” ( Lichtjahr )…

Một Năm Ánh Sáng Bằng Bao Nhiêu Km?

Để tính được một năm ánh sáng, trước hết ta cần biết công thức sau:

S=V x T

Trong đó:

V là vận tốc của ánh sáng

T là thời gian.

S là quãng đường mà ánh sáng đi được trong khoảng thời gian T.

Vận tốc của ánh sáng là  299.792,458 km/s

Bạn cần quy đổi thời gian 1 năm ra giây. 1 năm có 365,24 ngày, mỗi ngày 24 giờ, mỗi giờ 60 phút và mỗi phút có 60 giây.

Vậy 1 năm sẽ có: 365,24 x 24 x 60 x 60 = 31.556.926 (giây)

Lấy 2 con số trên nhân với nhau ta có : 9.460.528.400.000 km– con số dài như vậy thật hoa mắt chóng mặt nên rút gọn lại là tương đương xấp xỉ 9,5 ngàn tỷ km

Như vậy 1 Ly = 9,5 ngàn tỷ km

Quả là một khoảng cách thật vĩ đại đúng không nào ?

Như vậy, qua phép tính trên ta đã biết: Một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng đi được trong một năm: 9.460.528.400.000 km (Xấp xỉ 9,5 nghìn tỷ km - Còn gọi là 1 Ly). Năm ánh sáng là đơn vị đo chiều dài được sử dụng trong việc tính toán khoảng cách thiên văn.

Từ một “ năm ánh sáng ”, các nhà khoa học cũng quy ước thêm các bội số theo đơn vị đo khoảng cách như sau :

  • Kly : ( K = Kilo ) : tức là 1000 năm ánh sáng
  • Mly : ( M = Mega ) : 1 triệu năm ánh sáng
  • Gly : ( G = Giga ) : 1 tỷ năm ánh sáng

Thật ra vào thế kỉ 20, một nhà thiên văn học người Mỹ tên là Robert Burnham Jr đã sáng kiến ra một cách đo mới ngắn hơn đó là dùng Đơn vị vũ trụ ( AU ). Một AU tương đương với khoảng cách từ Trái Đất – xấp xỉ 150 triệu km, tương đương 8 phút ánh sáng.

Điều đặc biệt là số lượng đơn vị vũ trụ ( AU ) trong một năm ánh sáng đúng bằng số lượng inch trong một dặm . Như vậy 1 dặm ta có 63,000 inch thì 1 “ Năm ánh sáng ” có 63,000 đơn vị thiên văn. Như vậy chúng ta cũng tương đối hình dung được khoảng cách trong vũ trụ khi liên tưởng khoảng cách trong thực tế.

Các Đơn Vị Ánh Sáng Khác

Ngoài năm ánh sáng ra thì chúng ta có một số đơn vị đo khoảng cách trong không gian vũ trụ tính theo tháng, tuần, ngày, phút, giờ… nhưng kết quả độ dài sẽ được quy định bằng met chứ không phải kilomet như năm ánh sáng nữa.

Tháng ánh sáng /Tuần ánh sáng /Ngày ánh sáng ( Light month / Light week / Light day ) : Là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong chân không trong một tháng hay một tuần, một ngày. Phép tính cũng tương tự như trên – lấy số lượng giây trong 7 ngày một tuần/ số giây 4 tuần trong một tháng/số giây trong 12 tháng một năm nhân với khoảng cách của một giây ánh sáng là ra kết quả.

Tuy nhiên -  những đơn vị này tuy có mặt đặt tên nhưng lại rất ít được sử dụng, chỉ có một số thiên thể lạ nằm trong vùng khoảng cách này như các đám mây Oort xung quanh Mặt Trời – chúng cách Trái Đất  khoảng 290 – 580 ngày ánh sáng, tương đương 41 đến 82 tuần ánh sáng, 10 đến 20 tháng ánh sáng.

Giờ ánh sáng/ Phút ánh sáng ( Light hour / Light Minute ) : cũng là quãng đường mà ánh sáng đã đi được trong chân không trong khoảng thời gian trên. Những đơn vị này được sử dụng phổ biến hơn – thậm chí người ta còn sử dụng nó để làm đơn vị đo khoảng cách từ Trái Đất đến các hành tinh quen thuộc trong hệ Mặt Trời như mục 4 dưới đây.

Khoảng cách ánh sáng từ Trái Đất đến một số hành tinh, chòm sao quen thuộc Trong Dải Ngân hà :

  • Từ Trái Đất đến Mặt Trăng : với khoảng cách là 384,403 km thì chỉ cần mất 1.3 giây ánh sáng.
  • Trái Đất đến sao Thủy : 5,10 phút ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Kim : 2,3 phút ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Hỏa : 4,35 phút ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Mộc : 34,95 phút ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Thổ : 1,18 giờ ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Thiên Vương : 2,52 giờ ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Hải Vương : 4,03 giờ ánh sáng
  • Trái Đất đến sao Diêm Vương : 4,6 giờ ánh sáng
  • Trái Đất đến Mặt Trời : hơn 500 giây ánh sáng ~ 8,32 phút ánh sáng
  • Trái Đất đến ngôi sao Alpha Centauri ngoài hệ Mặt Trời : 4,4 năm ánh sáng
  • Trái Đất đến chòm sao Ngưu Lang : 17 năm ánh sáng
  • Trái Đất đến chóm sao Chức Nữ : 25 năm ánh sáng

Bạn Có Thể Đi Được Hết Vũ Trụ Không ?

Nếu như bạn đi bộ trên quãng đường trong một năm ánh sáng ( tức gần 9, 5 ngàn tỷ km ), trung bình bạn bước 20 phút một dặm thì bạn phải mất 225 triệu năm  - từ trước khi khủng long xuất hiện trên Trái Đất cho đến bây giờ thì chuyến hành trình của bạn mới kết thúc. Với điều kiện là bạn không ăn uống, không nghỉ ngơi gì cả.

Có Thể Bạn Quan Tâm:  Chó Có Rốn Không?

Bạn cũng cần phải tiêu thụ 80 calo trên mỗi dặm đi bộ, vậy nên bạn sẽ mang theo túi thực phẩm chứa đủ 2 nghìn tỷ năng lượng. Đôi giày bạn đi cũng được 500 dặm, nhưng bạn sẽ cần đến 11, 8 tỷ đôi giày để mang đi trong suốt hành trình đó.

Còn nếu bạn sử dụng phương tiện hiện đại nhất – máy bay siêu thanh X-43A của NASA nhanh nhất thế giới hiện nay, thời gian sẽ được rút ngắn xuống còn 97 nghìn năm.

Đúng là một sự siêu phàm. Nên bạn là người thường thì bạn không thể nào đi được hết một năm ánh sáng dù cho bạn đi bộ hay đi bằng máy bay đi chăng nữa. Đơn giản là bạn không thể nào sống thọ đến 97 nghìn năm hay 225 triệu năm được.

Vậy nên đường kính vũ trụ mà các nhà thiên văn học đã ước lượng rằng khoảng 93 tỷ năm ánh sáng – đó là dựa trên những phần quan sát được, nếu bạn còn siêu hơn cả vận tốc ánh sáng – đi được 9,5 ngàn tỷ km/s thì bạn cũng phải mất 3000 năm để tới đầu bên kia của vũ trụ.

Kết Luận

Bài viết này đã giúp tôi hiểu ra một điều - Vũ trụ là một sự bao la bất tận mà con người chúng ta mới chỉ khám phá ra được 0,0001 % của nó. Khoa học vẫn đang cố gắng tìm kiếm nhiều hơn những gì còn bí ẩn bên ngoài hành tinh duy nhất có sự sống là Trái Đất. Nhưng có thể khám phá hết hay không và liệu có một nơi nào cho sinh vật trú ngụ được khi mà Trái Đất đang dần dần bị bào mòn đi từng ngày – thì đó vẫn là chuyện của một tương lai còn xa lắm.

Tác giả: Phương Thụ

Có thể bạn quan tâm:

Leave a Comment: