Одиниці відстані в астрономії

Відстані між планетами Сонячної системи становлять сотні мільйонів та мільярди кілометрів. Відстані між зорями в Галактиці, а тим більше відстані до позагалактичних об’єктів, та їхні розміри ще значно більші. У цих умовах використання прийнятих у земній практиці одиниць довжини не є доцільним. Тому в астрономії широко вживаними є спеціальні одиниці довжини. У межах Сонячної системи це астрономічна одиниця (а. о.) — величина великої півосі земної орбіти. Одна а. о. дорівнює 149,6 млн км. Використання астрономічної одиниці для вимірювання відстаней, а року для вимірювання часу дуже спрощує застосування третього закону Кеплера під час розгляду руху планет та інших тіл Сонячної системи й розв’язування відповідних задач. Поза межами Сонячної системи застосовується одиниця довжини, що дістала назву «парсек». Це слово утворилося від виразу «паралакс-секунда». Один парсек (1 пк) — це відстань, на якій річний паралакс дорівнює одній кутовій секунді. Тобто це відстань, із якої велику піввісь земної орбіти видно під кутом в одну секунду дуги. Оскільки в одному радіані міститься 206 265 секунд дуги, то:

1 пк =1,5⋅108 км⋅206 265 = 3,1⋅1013 км.

У популярній літературі використовується також одиниця «світловий рік» — відстань, яку проходить світло за один рік. Відповідні обчислення показують, що 1 пк = 3,26 св. р. Зауважимо також, що раніше для парсека використовувалося позначення пс, але в системі СІ — це позначення пікосекунди, тому зараз парсек позначається як пк.

Особливості фізичних процесіву Всесвіті

Дуже великі масштаби в просторі та в часі, характерні для явищ і процесів у космосі, приводять до того, що ті самі фізичні закони, які діють і на Землі, виявляють себе тут дещо специфічно порівняно із земною лабораторною фізикою. Так, наприклад, рух у суцільному середовищі всіх астрофізичних об’єктів має турбулентний характер, бо число Рейнольдса, пропорційне характерному лінійному розміру явища, завжди має велике значення.

В астрофізиці, на відміну від лабораторних умов, виняткове значення має магнітогідродинамічний ефект, який полягає в підсиленні слабкого початкового магнітного поля рухами провідного суцільного середовища, він є основним механізмом виникнення магнітних полів у космосі. Це також пов’язано з великими лінійними розмірами явищ і турбулентним характером усіх рухів. У космосі надзвичайно важливими є процеси взаємодії речовини та електромагнітного випромінювання — випромінювання, поглинання та розсіяння електромагнітної енергії речовиною зір та їхніх атмосфер, планетних атмосфер і поверхонь, міжпланетного та міжзоряного середовища. А оскільки взаємодія фотонів з атомами та молекулами речовини є процесом мікрофізичним, квантовим, то виняткове значення мають квантові закони — закон спектрального розподілу теплового випромінювання абсолютно чорного тіла (закон або формула Планка) та його наслідки — закони Стефана — Больцмана та Віна. Перенесення енергії випромінюванням відіграє провідну роль в астрофізичних об’єктах, хоча конвективний та турбулентний механізми перенесення тепла також можливі. Поряд із тепловим випромінюванням подекуди діють і нетеплові механізми випромінювання — циклотронний, синхротронний, мазерний.

Головною в процесах еволюції космічних об’єктів є сила тяжіння. Вона визначає форму та внутрішню будову зір і планет, рух небесних тіл. При цьому в дуже широкому інтервалі мас достатньо ньютонівської теорії гравітації. У надмасивних і компактних об’єктах (чорні діри, квазари, активні ядра галактик) та у Всесвіті в цілому слід застосовувати загальну теорію відносності.