Lysåret er en uundværlig måleenhed for alle, der forsøger at forstå det ydre rum. Hvis du får en gruppe astronomer til at tale sammen, vil du høre dem sige “lysår” omtrent lige så ofte, som du hører fodboldfans nævne “yards”.
For ikke-videnskabsfolk kan lysåret dog være et forvirrende begreb. Det er en afstandsenhed, selv om det kan lyde som en tidsenhed. For at gøre forvirringen endnu større er det almindeligt, at sci-fi-film og -tv-serier rutinemæssigt misforstår begrebet.
Selv den oprindelige “Star Trek”-serie tog fejl af lysår. I et afsnit fra 1968 fortæller den fremmede prinsesse Elaan af Troyius kaptajn Kirk, at hun hellere vil gemme sig på sit værelse i “10 lysår” end at komme ud og tale med ham. Ups.
Hvor langt er et lysår?
Et lysår er den afstand, som en lysstråle tilbagelægger i et vakuum på et år. Det er vigtigt at angive et vakuum, fordi lyset bliver langsommere, når det passerer gennem enhver form for stof. (I vand bevæger det sig f.eks. ca. 25 procent langsommere.) Det meste af universet er et næsten perfekt vakuum, så astronomer kan generelt antage, at lyset bevæger sig med sin højeste hastighed.
Lyset bevæger sig med en hastighed på 299.792.458 meter (186.282,397 miles) pr. sekund. Multiplicer dette tal med antallet af sekunder i et år (31.557.600), og du får dit svar: Et lysår er 9.460.730.473.473.000 kilometer, eller 5.878.625.373.000 miles.
Det er sikkert flere cifre, end du ledte efter. Rund det af til 6 billioner miles, og du er stadig tæt nok på til enhver nørdkonversation.
Hvorfor måler astronomer afstanden i lysår?
Familieenheder som kilometer og miles er absurd små til at beskrive kosmos’ uendelighed. Tag eksemplet med Proxima Centauri, den nærmeste stjerne hinsides Solen. Man kan sige, at den er omkring 24.900.000.000.000.000 miles væk – eller spare en masse åndedræt og kalde afstanden for pæne 4,24 lysår.
De fleste af de stjerner, du ser om natten, ligger inden for nogle få hundrede lysår fra Jorden. Mælkevejsgalaksen, som vi lever i, er tilfældigvis en dejlig rund 100.000 lysår i diameter. Andromeda-galaksen er 2,54 millioner lysår væk – et stort tal, men stadig meget mere overskueligt end “14 quintillion, 900 quadrillion miles.”
Så lysår er kun et mål for afstand, ikke for tid?
Strengt taget, ja. Et lysår er en enhed for afstand, ligesom fod og tommer. Hvis du vil undgå enhver forvirring, kan du stoppe lige her.
Men der er en anden fascinerende side af lysårshistorien. Da lyset bevæger sig med en begrænset hastighed, er alt, hvad du ser, forældet: Dit billede af verden er faktisk et billede af, hvordan tingene så ud i det øjeblik, hvor deres lys begyndte at bevæge sig mod dig.
Hvis du kigger på tværs af et rum, er forsinkelsen kun milliardtedele af et sekund – helt umærkelig. Kig på månen, og du ser den, som den var for omkring halvandet sekund siden. Se en solnedgang, og du ser solen for 8,3 minutter siden.
Effekten er langt mere udtalt for stjernerne. De er lysår væk, så når du ser på dem, ser du år tilbage i tiden.
Sirius, den klareste stjerne på himlen, ligger 8,6 lysår fra Jorden, hvilket betyder, at det lys, du ser, forlod den for 8,6 år siden. Sagt på en anden måde: Vi ser altid Sirius, som den var for 8,6 år siden. Deneb, en fremtrædende sommerstjerne i stjernebilledet Cygnus, er omkring 2.500 lysår væk. Dens funklende glød var allerede på vej til os, da Aristoteles levede.
Og husk, at andre galakser er endnu længere væk. Kraftige teleskoper som Hubble kan opdage galakser, hvis lys har rejst i vores retning i milliarder af år. Derfor viser de æteriske Hubble-billeder os galakserne, som de var for milliarder af år siden – i nogle tilfælde fra en tid, før Jorden blev til.
Kort sagt beskriver et lysår kun afstanden – men lyset i sig selv er en slags tidsmaskine, der giver os mulighed for at observere kosmos, som det var for længe siden.
Hvordan kender vi lysets hastighed?
Den afgørende indsigt kom fra Ole Rømer, en dansk astronom fra det 17. århundrede. I 1660’erne studerede han en af Jupiters måner, Io, da han bemærkede noget mærkeligt: Når Jupiter og Jorden var i deres største afstand fra hinanden, gled Io ind i Jupiters skygge et par minutter senere, end astronomerne havde forudsagt. Når de to planeter var tættest på hinanden, så det ud til at ske et par minutter for tidligt.
Rømer indså, at forsinkelsen ikke havde noget med Io at gøre. Det var snarere en illusion forårsaget af den tid, det tager lyset at tilbagelægge den ekstra afstand, når Jorden og Jupiter befinder sig på hver sin side af solen. Hans beregninger viste, at lyset tilbagelægger 131.000 miles i sekundet – et bemærkelsesværdigt godt skøn, når man tager i betragtning, at han udførte dette arbejde blot 60 år efter teleskopets opfindelse.
Hvem fandt på udtrykket lysår?
“Begrebet lyshastighed som en afstandsmåling opstod allerede i slutningen af det 17. århundrede efter Rømers opdagelse af lyshastighedens begrænsede størrelse”, siger Frédéric Arenou, der er astronom og videnskabshistoriker ved Observatoriet i Paris.
Mennesker fik fat i ideen så hurtigt, at det er umuligt at give nogen enkeltperson et sikkert navn. Arenou peger dog på en god kandidat: den engelske videnskabsmand Francis Roberts, der i 1694 mente, at “lyset bruger mere tid på at rejse fra stjernerne til os, end vi bruger på at foretage en rejse til Vestindien”.
I begyndelsen var disse idéer nødvendigvis vage, fordi forskerne kun havde en grov idé om, hvor langt væk stjernerne er. Det afgørende gennembrud kom i 1838, da den tyske astronom Friedrich Bessel målte den nøjagtige afstand til stjernen 61 Cygni. I sin beskrivelse af det enorme tal, han fik, skrev Bessel, at “lyset bruger 10,3 år på at tilbagelægge denne afstand”. Det er det tætteste på et specifikt tidspunkt, hvor det specifikke begreb lysår blev født.
I løbet af et par årtier blev lysåret almindeligt anvendt i populærvidenskabelig litteratur. Men Arenou siger, at professionelle astronomer længe modstod brugen af begrebet – og det af en overraskende grund. De anså lysåret for utilstrækkeligt videnskabeligt, da det ikke kan måles direkte.
Hvordan måler astronomer afstande i lysår?
Bessel beregnede afstanden til 61 Cygni ved at observere dens parallakse, den tilsyneladende frem- og tilbagebevægelse på himlen forårsaget af Jordens bevægelse omkring solen.
Parallakse er stadig et af astronomernes mest effektive redskaber til at måle afstande. Den Europæiske Rumorganisation har brugt 650 millioner euro (750 millioner dollars) på Gaia-rumteleskopet, som i øjeblikket bruger parallakse til at måle afstanden til mere end en milliard stjerner i vores galakse.
Beyond the Milky Way, hvor parallakserne er for små selv for Gaia til at opdage, beregner astronomer afstandene ved at observere visse typer variable stjerner eller strålende supernovaeksplosioner. Disse metoder er dog stadig afhængige af parallaksemålinger som referencepunkt.
Da deres arbejde er så dybt forankret i parallaksen, bruger astronomer almindeligvis en anden afstandsenhed, parsec (“parallax arc-second”, en lille vinkel). En parsec er lig med 3,26 lysår. Nogle gange er parsec mere videnskabeligt relevant, men forskere skifter ofte mellem de to udtryk uden nogen indlysende grund ud over stilen.
Det “sec” i parsec lyder desværre som en tidsenhed, hvilket fører til endnu mere forvirring. I filmen “Star Wars: A New Hope” fra 1977 praler Han Solo med, at han “klarede Kessel Run på mindre end 12 parsecs”. Star Wars-fans har gjort knuder på sig selv i forsøget på at bortforklare denne åbenlyse fejltagelse. Det er bedre at holde sig til lysåret. Det er alt det astronomi, du har brug for – og giver dig også mulighed for at prøve kræfter med tidsrejser.
Vil du have flere historier om astronomi?
- Hvad er en dværgplanet?
- “Spøgelsesmåner” opdaget i kredsløb om Jorden
- Hæmpe “planet” har et magnetfelt, som forskere ikke kan forklare
FØLG NBC NEWS MACH PÅ TWITTER, FACEBOOK OG INSTAGRAM.