Ở Trái đất, chúng ta thường đo mọi khoảng cách bằng kilomet/met/centimet hoặc inch/feet/mile (dặm), tùy thuộc nơi bạn sống và phương pháp đo lường được sử dụng. Chúng ta quen với những đơn vị này vì sử dụng chúng hàng ngày. Nhưng với Năm ánh sáng thì khá xa lạ và không quen thuộc lắm.
Khoảng cách trong không gian là rất lớn
Khi các nhà thiên văn học sử dụng kính thiên văn để quan sát các ngôi sao, đó là một vấn đề lớn, bởi khoảng cách trong vũ trụ là rất lớn. Ví dụ, ngôi sao gần Trái đất nhất (ngoài Mặt trời của chúng ta) được gọi là Proxima Centauri, cách khoảng 38.000.000.000.000 km (24.000.000.000.000 dặm). Đó là ngôi sao gần nhất, và có rất nhiều số không (0) đến nỗi hầu hết mọi người không chắc nên sử dụng đơn vị nào, là 38 nghìn tỉ kilomet hay 24 nghìn tỉ dặm!.
Có những ngôi sao cách xa hơn thế hàng tỉ lần. Khi bạn nói về những khoảng cách xa như vậy, một kilomet hoặc một dặm không phải là đơn vị thực tế để sử dụng, vì các con số trở nên quá lớn, ngay cả khi bạn tăng lên hàng tỉ hay hàng nghìn tỉ. Không ai muốn viết hoặc nói về những con số có 20 chữ số trong đó! Đó là lúc năm ánh sáng xuất hiện.
Ai đặt ra thuật ngữ “Năm ánh sáng”?
Để đo khoảng cách cực kỳ dài, các nhà thiên văn học và các nhà khoa học sử dụng một đơn vị gọi là năm ánh sáng. Chẳng hạn, để đến được Proxima Centauri đề cập như trên, phải mất 4,25 năm với tốc độ ánh sáng.
Thuật ngữ “năm ánh sáng” lần đầu tiên được đặt ra bởi nhà khoa học, thiên văn học, toán học và vật lý học người Đức Friedrich Bessel (1784 – 1846) vào năm 1838, khi ông đo khoảng cách từ Trái đất đến một ngôi sao có tên là 61 Cygni và đưa ra kết quả là khoảng cách bằng 660.000 lần bán kính quỹ đạo của Trái đất.
Ông tính toán rằng, ánh sáng sẽ mất khoảng 10 năm để đi từ Trái đất đến ngôi sao 61 Cygni. Sau đó, các nhà thiên văn học đã áp dụng thuật ngữ này và “năm ánh sáng” nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn để giúp hiểu được khoảng cách khổng lồ giữa hầu như mọi thứ trong vũ trụ bao la của chúng ta.
Một năm ánh sáng xa đến mức nào?
Vậy năm ánh sáng chính xác là gì, hay đúng hơn, một năm ánh sáng dài bao xa? Ánh sáng di chuyển với tốc độ 300.000 km một giây (186.000 dặm một giây). Tức là, một giây ánh sáng bằng 300.000 km (186.000 dặm). Một năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng di chuyển trong một năm, hoặc:
300.000 km/giây x 60 giây/phút x 60 phút/giờ x 24 giờ/ngày x 365 ngày/năm = 9.460.800.000.000 km/năm.
Có nghĩa là một năm ánh sáng bằng 9.460.800.000.000 km (5.865.696.000.000 dặm)! Năm ánh sáng là một chặng đường vô cùng dài!
Mặt trời nằm cách Trái đất khoảng 150 triệu km. Với khoảng cách rất xa này, ánh sáng từ Mặt trời cần khoảng 8 phút 20 giây mới có thể đến được Trái đất.
Sự thật thú vị
Một nano giây ánh sáng - khoảng cách mà ánh sáng di chuyển trong một phần tỉ giây - là khoảng 30 cm (khoảng 1 foot).
Radar sử dụng thông tin này để đo khoảng cách của một vật thể như máy bay. Ăng-ten radar phát ra một xung vô tuyến ngắn, sau đó chờ xung này phản hồi từ máy bay hoặc mục tiêu tương tự khác. Trong khi chờ đợi, nó đếm số nano giây trôi qua. Sóng vô tuyến truyền đi với tốc độ ánh sáng, vì vậy số nano giây chia cho hai sẽ cho đơn vị radar biết khoảng cách của vật thể.
