Misschien denk je bij een lichtjaar niet gelijk aan een afstand, maar juist aan een tijd. Een jaar is immers een… nou ja, jaar… toch?
Afstanden
In de astronomie wordt voor afstanden gebruik gemaakt van verschillende eenheden. Zo is er de astronomische eenheid, de parsec en het lichtjaar. In dit artikel gaan we in op de laatste: het lichtjaar.
Allereerst de vraag: waarom geen kilometers, want dat kennen we toch allemaal? Het antwoord daarop is simpel: de afstanden in het heelal zijn zo enorm dat kilometers al snel niet handig meer zijn om te gebruiken. De getallen worden dan zo groot dat ze haast onuitspreekbaar zijn.
Eigenlijk wordt voor alles buiten ons eigen zonnestelsel al snel gebruik gemaakt van lichtjaren. Gewoon omdat dit makkelijker is dan steeds grotere getallen. Zelfs voor de dichtstbijzijnde ster (behalve dan de zon natuurlijk) wordt al gebruik gemaakt van het lichtjaar. Dat is namelijk Proxima Centauri en is ongeveer 4,2 lichtjaar van ons vandaan te vinden. Maar ook voor het aangeven van de omvang van de Melkweg wordt het lichtjaar gebruikt. Onze Melkweg is maar liefst 100.000 lichtjaar in doorsnede. Dat wil dus zeggen dat als je aan de ene kant van de Melkweg staat en een hele sterke zaklamp aandoet, je pas na 100.000 jaar het licht aan de andere kant ziet schijnen. En dat is dan alleen nog maar in ‘ons’ sterrenstelsel zelf.
Zo is de afstand tot het eerstvolgende sterrenstelsel (Andromeda) ongeveer 24 triljoen kilometer… dat zegt niemand echt nog iets. Maar in lichtjaren is het ongeveer 2,5 miljoen ly.
Lichtjaar
Wacht even, wat is nu weer ly? Dat staat voor lightyear oftewel: lichtjaar. Op Nederlandse sites zie je ook wel lj staan, wat dus simpelweg lichtjaar betekent. Gewoon een afkorting dus, dat scheelt weer met het opschrijven. Hierna zul je dus steeds ly of lj zien staan in bijvoorbeeld een formule, dat is makkelijker en beter leesbaar.
Nu weet je nog steeds niet hoe ver een lichtjaar is. Om dat te begrijpen is het van belang te weten hoe snel het licht zich verplaatst. Want een lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt. Het is dus een afstand, maar toch zit er een beetje tijd in verwerkt omdat het gemeten wordt over een periode van één jaar. Niet dat we steeds zo lang moeten wachten, dat is simpelweg de definitie van het lichtjaar.
Berekenen lichtjaar
Omdat het licht met zich een bekende snelheid verplaatst, kan makkelijk uitgerekend worden hoe ver het licht dan in één jaar aflegt. De formule daarvoor is:
1 ly = C x aantal seconden in één jaar
C is hier dan de snelheid van het licht en dat is 299.792.458 m/s. Dus bijna driehonderdduizend kilometer per seconde!
En dat is precies de reden dat we het lichtjaar voor hele grote afstanden kunnen gebruiken. Licht gaat namelijk wel snel en legt dus een hele grote afstand in een korte tijd af, maar het heelal is ontzettend groot waardoor de afstanden zelfs voor licht aardig gaat doortellen.
Laten we het eens uitrekenen. Het aantal seconden in een jaar is het aantal dagen, uren, minuten en seconden met elkaar vermenigvuldigd. Dus:
365,25 dagen x 24 uur x 60 minuten x 60 seconden = 31.557.600 seconden
Als we dan de eerste formule er weer bij pakken, dan vermenigvuldigen we de lichtsnelheid met het aantal seconden in een jaar en krijgen we:
299.792.458 x 31.557.600 = 9.460.730.500.000.000 meter.
Dat spreek je uit als: ongeveer 9,4 biljard meter of 9,4 biljoen kilometer. En dat is pas één lichtjaar!Als je dan bedenkt dat een sterrenstelsel zoals Messier 51 (The Whirlpool galaxy) op 31 miljoen lichtjaar van ons vandaan staat, dan is het in meters of kilometers dus eigenlijk helemaal niet meer zo handig. Want wordt het dan ongeveer 293 biljoen kilometer, of 293 biljard meter, of 0,3 miljardmiljard meter of… het lijkt me duidelijk: lichtjaren zijn zo gek nog niet.
Dichtbij
Leuk allemaal, die enorme getallen. Maar wat als we het nu eens wat dichter bij huis houden? Omdat je nu weet hoe een lichtjaar berekend wordt, kunnen we dit ook gebruiken op bijvoorbeeld de maan en de zon. Niet dat het daarvoor echt gebruikt wordt, maar het is toch leuk om te weten. Zo doet het licht wat van de maan gereflecteerd wordt, er ongeveer 1,3 seconden over om op aarde te komen. Je kunt dus zeggen dat de maan op 1,3 lichtseconde van de aarde staat. En het licht van de zon doet er ongeveer 8,5 minuut over naar de aarde, dus de zon staat op zo’n 8,5 lichtminuten van ons vandaan. Stel je eens voor dat je een schakelaar had waarmee je de zon zou kunnen ‘uitzetten’. Dan duurt het dus nog 8,5 minuut voordat het donker wordt!