Rok świetlny

Ile to jest rok świetlny? Jak wielka to odległość?
Rok świetlny to odległość jaką pokonuje światło w próżni w ciągu roku, czyli jest to:
299792,458 km/s * 3600 sekund (czyli godzina) * 24 godziny (czyli doba) * 365,25 dni (czyli rok) = 9 460 730 472 580,8 km.

Gdyby człowiek szedł przez całe swoje życie z prędkością 3 km/h to przeszedłby:
3 km/h * 24 godziny (dzień) * 365,25 dni (rok) * 75 lat (wersja optymistyczna) = 1 972 350 km.
W stosunku do roku świetlnego ma się to tak, jak 1 mm (milimetr) do 4,8 km (kilometra).

To może samochodem?
Spędzając całe życie w samochodzie jadącym z prędkością 100 km/h przejechalibyśmy:
100 km/h * 24 godziny (dzień) * 365,25 dni (rok) * 75 lat = 65 745 000 km.
W stosunku do roku świetlnego ma się to tak, jak 1 mm (milimetr) do 144 m (metrów).

I jeszcze samolot...
Spędzając całe życie w samolocie lecącym z prędkością 800 km/h przelecielibyśmy: 800 km/h * 24 godziny (dzień) * 365,25 dni (rok) * 75 lat = 525 960 000 km.
W stosunku do roku świetlnego ma się to tak, jak 1 mm (milimetr) do 18 m (metrów).

Na koniec jeszcze szybszy środek lokomocji...Ziemia.
Średnia prędkość Ziemi wokół Słońca wynosi 29,7859 km/s czyli 107229,24 km/h (całkiem nieźle).
Ile lat Ziemia musi się kręcić wokół Słońca, żeby "wykręcić" jeden rok świetlny?
9 460 730 472 580,8 km (rok świetlny) / 107 229,24 km/h = 88 229 017,31 godzin, czyli 88 229 017,31 / 8766 godzin (rok) = 10064,91 lat.
Albo inaczej - przez całe nasze życie (75 lat) Ziemia wokół Słońca przemierza dystans zaledwie 1/134 roku świetlnego.
Suplement dla dociekliwych: dylatacja czasu w tym ostatnim przypadku (75 lat jazdy na Ziemi) wynosi niecałe 12 sekund (w odniesieniu do obserwatora spoza Ziemi).

W odcinku o długości 1 roku świetlnego zmieściłoby się prawie 801 Układów Słonecznych ustawionych jeden za drugim (za granicę Układu Słonecznego przyjmujemy średnią odległośc Plutona od Słońca). Niewyobrażalna odległość.


Gęstość materii jądrowej

Gęstość materii jądrowej, która występuje m.in. w gwiazdach neutronowych wynosi ok. 1014 g/cm3 czyli sto milionów ton na centymetr sześcienny.

Najcięższym metalem osiągalnym w "normalnych warunkach" jest osm - jego centymetr sześcienny waży 22,6 g. To ponad dwadzieścia razy więcej niż woda. Kula o rozmiarach piłki tenisowej, wykonana z osmu, ważyłaby ponad 3 kg!
Jak wielki blok trzeba by było odlać z osmu, aby osiągnąć masę stu milionów ton? Byłby to sześcian o boku 164,17 metrów.

A ile potrzeba by wody aby zrównoważyć taki ciężar? Sześcian z wody musiałby mieć bok długości 464,19 metrów, czyli prawie pół kilometra.

A ilu ludzi by potrzeba by zrównoważyć ciężar jednego centrymetra sześciennego materii jądrowej? Załóżmy, że jeden człowiek waży 70 kg. Potrzeba by około 1 429 000 000 ludzi.

Obiekt bardziej znany - Piramida Cheopsa. Ile piramid zrównoważyłoby masę 1 centymetra sześciennego materii jądrowej?
Piramida Cheopsa waży ok. 5 955 000 ton. Czyli potrzeba by było prawie 17 piramid Cheopsa!



Porównanie rozmiarów sześcianu wody o boku 464 metrów,
sześcianu osmu o boku 164 metrów i
17 piramid Cheopsa.


Liczba gwiazd we Wszechświecie

Uczeni szacują, że we Wszechświecie jest ok. 7*1022 gwiazd. Nie wiem jak to oszacowali, ale przyjmijmy to za wartość prawdziwą.

Ile to jest gwiazd? Z chemicznego punktu widzenia - jest to zaledwie 0,12 mola gwiazd.
Ale gdyby każda gwiazda była ziarenkiem piasku o średnicy 1 mm, to można by z tego piasku zbudować wokół ziemskiego równika mur o grubości 2 kilometrów i wysokości ponad 800 metrów, albo można by pokryć tym piaskiem całą Ziemię warstwą o grubości 13,5 cm.


Jesteśmy zbudowani z pustki

Atom ma rozmiary około 10-10 m, natomiast jądro atomu, w którym znajduje się prawie cała jego masa ma rozmiary rzędu 10-15 m. Czyli różnica wynosi aż 5 rzędów wielkości!
Gdyby jądro miało średnicę 1 cm to atom miałby średnicę 1 km, czyli od granicy atomu do jego jądra byłoby aż 500 m pustki, wypełnionej różnokształtnymi obszarami zamieszkałymi przez bezpostaciowe i rozmyte twory, posiadające wprawdzie masę i ładunek, ale nie postać - elektrony.
Tak więc nasze ciała zbudowane są tak naprawdę w dużej mierze z pustki, usianej tu i ówdzie jądrami atomowymi, a reszta wypełniona jest rozmaitymi siłami i oddziaływaniami. Wprawdzie ktoś może powiedzieć, że te puste przestrzenie wypełnione są energią, a więc i materią - wszak to to samo.


Wiek Wszechświata i długość ludzkiego życia

Według obecnej wiedzy, Wszechświat istnieje od około 13 700 000 000 lat. Jak można sobie wyobrazić taki odstęp czasu? Bardzo prosto - przyrównajmy go do długości ludzkiego życia.
Załóżmy, że człowiek żyje przeciętnie 75 lat. Czyli jednemu rokowi życia człowieka-wszechświata odpowiadałoby około 182,5 mln lat, a jedna sekunda byłaby równa 5,79 lat. Wynika z tego, że przeciętne życie człowieka trwa niecałe 13 sekund, czyli tyle czasu ile potrzeba na zrobienie dwóch wdechów i wydechów.
Nasze życie trwa w porównaniu z wiekiem Wszechświata tyle, ile trwają dwa oddechy w porównaniu z długością życia człowieka. Mała chwilka.


Rozmiar atomu

Jak mały musiałby być człowiek, aby zobaczyć gołym okiem atom, przy założeniu, że atomy wyglądają jak kulki i że można je zobaczyć przy użyciu zwykłego światła?
Największy atom - atom cezu ma średnicę 520 pm. Człowiek może zobaczyć z odległości 1 metra obiekt o rozmiarach 0,35 mm. Załóżmy, że przeciętny człowiek ma 180 cm wzrostu. Jeśli zachowamy tę proporcję czyli 0,35 mm do 180 cm, to człowiek, aby zobaczyć atom cezu gołym okiem musiałby mieć 2,67 mikrometra wzrostu, czyli tyle co niektóre bakterie.


Gdyby Układ Słoneczny zmieścić w dwóch metrach

Gdyby promień Układu Słonecznego, mierzony od środka Słońca do orbity Plutona miał tylko 1 metr, to w jakiej odległości od siebie leżały by planety i jaki miały by rozmiar?

CiałoŚrednicaOdległość od Słońca
Słońce0,23 mm0,00 cm
Merkury0,0008 mm0,98 cm
Wenus0,002 mm1,83 cm
Ziemia0,002 mm2,52 cm
Mars0,001 mm3,85 cm
Jowisz0,024 mm13,16 cm
Saturn0,020 mm24,13 cm
Uran0,008 mm48,55 cm
Neptun0,008 mm76,04 cm
Pluton0,0004 mm100 cm

W takiej skali, najbliższa gwiazda - Proxima Centauri znajdowałaby się w odległości 6,76 km od Słońca.
Największa znana gwiazda - VY Wielkiego Psa, miałaby średnicę 32 cm.
A średnica naszej galaktyki wynosiłaby prawie 160000 km.