Номер 3, страница 273 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какие величины используют в астрономии для измерения расстояний?

В астрономии, где расстояния достигают колоссальных значений, использовать стандартные единицы измерения, такие как метры или километры, неудобно из-за громоздкости чисел. Поэтому были введены специальные, внесистемные единицы длины, которые позволяют оперировать более компактными и наглядными величинами. Основными такими единицами являются астрономическая единица, световой год и парсек.

Астрономическая единица (а.е.)

Астрономическая единица — это фундаментальная единица измерения расстояний в пределах Солнечной системы. Исторически она определялась как среднее расстояние от Земли до Солнца. Это удобный "масштаб" для планетных систем.
С 2012 года Международный астрономический союз установил точное значение астрономической единицы:
$1 \text{ а.е.} = 149\,597\,870\,700 \text{ метров}$.
Это значение приблизительно равно $1.5 \times 10^{8} \text{ км}$ или 150 миллионам километров.
Например, расстояние от Солнца до самой далекой планеты, Нептуна, составляет около $\text{30}$ а.е., а до Юпитера — примерно $5.2$ а.е.

Ответ: Астрономическая единица (а.е.) — это единица длины, примерно равная среднему расстоянию от Земли до Солнца ($ \approx 150 \text{ млн км}$), которая используется для измерения расстояний внутри Солнечной системы.

Световой год (св. год)

Световой год — это не единица времени, а единица расстояния. Он равен дистанции, которую электромагнитное излучение (свет) проходит в вакууме, не испытывая влияния гравитационных полей, за один юлианский год. Эта единица широко используется в научно-популярной литературе для описания расстояний до звёзд и галактик.
Скорость света в вакууме ($\text{c}$) составляет $299\,792\,458 \text{ м/с}$.
Юлианский год ($\text{t}$) равен $365.25$ суткам, или $31\,557\,600$ секундам.
Таким образом, один световой год составляет:
$1 \text{ св. год} = c \times t \approx 9.46 \times 10^{15} \text{ м}$ или $9.46 \times 10^{12} \text{ км}$.
В других астрономических единицах: $1 \text{ св. год} \approx 63\,241 \text{ а.е.}$
Расстояние до ближайшей к нам звезды (кроме Солнца), Проксимы Центавра, составляет около $4.24$ световых года. Диаметр нашей Галактики Млечный Путь — около $100\,000$ световых лет.

Ответ: Световой год (св. год) — это расстояние, которое свет проходит в вакууме за один год ($ \approx 9.46 \times 10^{12} \text{ км}$), и он используется для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.

Парсек (пк)

Парсек — это основная единица измерения расстояний в профессиональной астрономии. Название происходит от "параллакс угловой секунды". Парсек определяется как расстояние до объекта, годичный тригонометрический параллакс которого равен одной угловой секунде ($1''$). Годичный параллакс — это угол, под которым со звезды виден средний радиус земной орбиты (1 а.е.).
Следовательно, объект, находящийся на расстоянии 1 парсек от Солнца, имеет параллакс $1''$. Расстояние в парсеках ($\text{D}$) обратно пропорционально параллаксу в секундах ($p''$):
$D[\text{пк}] = \frac{1}{p''}$
Один парсек связан с другими единицами следующими соотношениями:
$1 \text{ пк} \approx 3.2616 \text{ светового года}$
$1 \text{ пк} \approx 206\,265 \text{ а.е.}$
$1 \text{ пк} \approx 3.086 \times 10^{16} \text{ м}$
Для ещё больших, межгалактических и космологических, расстояний используются кратные единицы: килопарсек (кпк, $10^3$ пк), мегапарсек (Мпк, $10^6$ пк) и гигапарсек (Гпк, $10^9$ пк). Например, расстояние до Туманности Андромеды составляет примерно $770$ кпк или $0.77$ Мпк.

Ответ: Парсек (пк) — это расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом в одну угловую секунду ($ \approx 3.26 \text{ светового года}$). Является основной единицей для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний в профессиональной астрономии.