Ученые используют причудливые единицы для описания своих открытий. Вот почему

Возможно, вы слышали о приближающемся к Земле астероиде размером с 18 утконосов, размером с 33 броненосца или даже с 22 тунца.

Эти диковинные сравнения — изобретение журналиста «Джерузалем пост» Аарона Райха (который называет себя «создателем метрики жирафа»), но настоящие астрономы иногда измеряют небесные объекты столь же странными единицами измерения.

The Идея планеты, масса которой составляет 85% массы Земли, кажется простой. А как насчет туманности пульсарного ветра с яркостью в несколько милликрабов? Вот где все становится странным.

Почему астрономы используют такие странные единицы измерения?

Основная проблема заключается в том, что многие объекты в космосе слишком велики для наших привычных единиц.

Возьмите мою гончую Астро, длина которой 94 сантиметра. Радиус Земли составляет около 638 ​​миллионов сантиметров, или 7,5 миллионов астр.

Радиус Юпитера составляет 11,2 Земли, или 85 миллионов астро. Это число астрос немного нелепо, поэтому мы подбираем единицы измерения так, чтобы они имели больше смысла.

В еще большем масштабе рассмотрим звезду Бетельгейзе: ее радиус составляет 83 000 Земных, или 764. раз больше радиуса Солнца. Поэтому, если мы хотим говорить о том, насколько велика Бетельгейзе, гораздо удобнее использовать в качестве единицы измерения радиус Солнца, а не радиус Земли (или описывать его как 632 миллиарда звезд).

Тяжелые вещества

Если мы хотим измерить, насколько тяжел астероид, мы могли бы сделать это с помощью верблюдов, но в космосе нас больше интересует масса, чем вес. Масса – это мера того, из какого количества материала состоит объект.

На Земле вес объекта, например Астро, зависит от массы Астро и гравитационной силы, притягивающей его к земле.

p>

Мы можем думать о весе с точки зрения того, насколько сложно поднять 18-килограммовый Astro с земли. Это было бы легко сделать на Земле, еще проще где-то с более низкой гравитацией, например на Луне, и намного сложнее где-то с более высокой гравитацией, например на Юпитере.

С другой стороны, масса Астро — это то, из чего он состоит. – и это не зависит от того, на какой планете он находится.

Астрономы используют Землю и Солнце как удобные единицы для измерения массы. Например, масса галактики Андромеды примерно в три триллиона раз больше массы Солнца (или 3×10⁴¹ — это 3 с 41 нулем — Астрос).

Астрономические единицы и парсек

Астрономы также используют сравнения, чтобы измерить, насколько далеко друг от друга находятся объекты. Расстояние между Солнцем и Землей составляет 149 миллионов километров, и мы даем этому расстоянию название: астрономическая единица (а.е.).

Для еще более сложной единицы расстояния мы используем парсек шутка здесь). Парсек — это сокращение от «параллакс-секунда», и если вы помните свою тригонометрию, это длина гипотенузы прямоугольного треугольника, когда угол составляет 1 угловую секунду (1/3600 градусов) и «противоположная» сторона треугольника. составляет 1 а.е.

Парсеки удобны для измерения еще больших расстояний, потому что 1 парсек = 206 265 а.е. Например, центр нашей собственной галактики Млечный Путь находится на расстоянии около 8000 парсеков от Земли, или 1,6 миллиона а.е.

Величины

Если мы хотим измерить яркость что-то, астрономические единицы измерения становятся еще более странными. Во втором веке до нашей эры древнегреческий астроном Гиппарх посмотрел в космос и присвоил самым ярким звездам значение 1, а самым тусклым звездам значение 6.

Обратите внимание, что более яркая звезда имеет меньшее число. . Мы называем эти значения яркости «величинами». Солнце имеет видимую звездную величину –26!

Еще более запутанным, чем отрицательная яркость, является то, что каждый отдельный шаг величины представляет собой разницу в яркости в 2,512 раза. Звезда Вега имеет видимую величину 0, что в два с небольшим раза ярче звезды Антарес с видимой величиной 1.

Наконец миллиКраб

Свет который мы видим своими глазами, по понятным причинам называется «видимым» светом. Свет, который мы используем, чтобы сфотографировать ваши кости, называется рентгеновским светом.

Когда астрономы используют рентгеновский свет для наблюдения за небом, мы иногда измеряем яркость в «Крабах».

Краб — это быстро вращающаяся нейтронная звезда (или пульсар) в остатках взорвавшейся звезды, которая очень яркая, когда мы смотрим на нее через наши рентгеновские телескопы. Он настолько яркий в рентгеновском свете, что астрономы используют его для калибровки своих телескопов с 1970-х годов.

Таким образом, каждый рентгеновский астроном знает, насколько ярок Краб. И если мы говорим о конкретном объекте, скажем, о двойной системе черной дыры под названием GX339-4, и его яркость составляет всего пять тысячных от яркости Краба, мы говорим, что его яркость составляет 5 миллиКрабов.

Но будьте осторожны, покупатель. ! Яркость Краба различается в зависимости от энергии рентгеновского излучения, на которую вы смотрите, и она также меняется со временем.

Используем ли мы львов, тигров или крабов, астрономы обязательно определяют единицы, которые мы используем. Нет смысла использовать броненосца или даже вашего местного уиппета, если только вы не убедились, что определение понятно.

Лаура Николь Дриссен, научный сотрудник в области радиоастрономии Сиднейского университета

Это статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.