Astronomen verwenden viele der gleichen Maßeinheiten wie andere Wissenschaftler. Sie verwenden oft Meter für die Länge, Kilogramm für die Masse und Sekunden für die Zeit. Die Entfernungen und Größen im Universum können jedoch so groß sein, dass Astronomen mehr Einheiten erfunden haben, um die Entfernung zu beschreiben.
Astronomische Einheiten:
Entfernungen im Sonnensystem werden oft in astronomischen Einheiten (abgekürzt AU) gemessen. Eine astronomische Einheit ist die durchschnittliche Entfernung zwischen der Erde und der Sonne:
1 AU = 1.496 x 108 km = 93 Millionen Meilen
Jupiter ist etwa 5,2 AE von der Sonne und Pluto ist etwa 39,5 AE von der Sonne entfernt. Die Entfernung von der Sonne zum Zentrum der Milchstraße beträgt ungefähr 1,7 x 109 AE.
Lichtjahre:
Um die Entfernungen zwischen Sternen zu messen, verwenden Astronomen häufig Lichtjahre (abgekürzt ly). Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die Licht in einem Vakuum in einem Jahr zurücklegt:
1 ly = 9,5 x 1012 km = 63.240 AU
Proxima Centauri ist der nächste Stern zur Erde (außer der Sonne) und ist 4,2 Lichtjahre entfernt. Das bedeutet, dass das Licht von Proxima Centauri 4,2 Jahre braucht, um zur Erde zu gelangen.
Parsecs:
Viele Astronomen verwenden Parsecs (abgekürzt pc), um die Entfernung zu Sternen zu messen. Dies liegt daran, dass seine Definition eng mit einer Methode zur Messung der Abstände zwischen Sternen zusammenhängt. Ein Parsec ist die Entfernung, in der 1 AU einen Winkel von 1 Bogensekunde unterbietet.
1 Stück = 3,09 x 1013 km = 3,26 ly
Für noch größere Entfernungen verwenden Astronomen Kiloparsekunden und Megaparsekunden (abgekürzt kpc und Mpc).
1 kiloparsec = 1 kpc = 1000 pc = 103 pc
1 megaparsec = 1 Mpc = 1,000,000 pc = 106 pc
Potenzen von Zehn:
Die entfernungen und größen der objekte astronomen studie variieren von sehr kleinen, einschließlich atome und atomkerne, zu sehr große einschließlich galaxien, cluster von galaxien und die größe der universum. Um eine so große Bandbreite zu beschreiben, brauchen Astronomen einen Weg, um verwirrende Begriffe wie „eine Milliarde Billionen“ und „ein Millionstel“ zu vermeiden. Astronomen verwenden ein System namens Powers-of-Ten-Notation, das alle Nullen konsolidiert, die normalerweise an sehr große oder kleine Zahlen wie 1.000.000.000.000 oder 0,00000000001 angehängt sind. Alle Nullen werden in einen Exponenten gesetzt, der als Hochgestellt geschrieben wird und angibt, wie viele Nullen Sie benötigen würden, um die lange Form der Zahl auszuschreiben. Also zum Beispiel:
100 = 1
101 = 10
102 = 100
103 = 1000
104 = 10,000
und so weiter.
In der Potenznotation werden Zahlen als eine Zahl zwischen eins und zehn multipliziert mit einer Potenz von zehn geschrieben. So kann zum Beispiel die Entfernung zum Mond von 384.000 km in 3,84 x 105 km umgeschrieben werden. Beachten Sie, dass 3.84 zwischen eins und zehn liegt. Die gleiche Zahl könnte genau als 38,4 x 104 oder 0,384 x 106 umgeschrieben werden, aber die bevorzugte Form ist, dass die erste Zahl zwischen eins und zehn liegt.
Sehr kleine Zahlen können auch in Zehnerpotenzen geschrieben werden. Der Exponent ist für Zahlen kleiner als eins negativ und gibt an, durch diese Anzahl von Zehnern zu dividieren. Also zum Beispiel:
100 = 1
10-1 = 1/10 = 0.1
10-2 = 1/10 × 1/10 = 0.01
10-3 = 1/10 × 1/10 × 1/10 = 0.001
10-4 = 1/10 × 1/10 × 1/10 × 1/10 = 0.0001
und so weiter.
Wieder einmal werden Zahlen als Zahl zwischen eins und zehn multipliziert mit einer Potenz von zehn geschrieben. So würde beispielsweise eine Zahl wie 0,00000375 als 3,75 x 10-6 ausgedrückt.
Einige bekannte Zahlen als Potenzen von zehn geschrieben: Hundert (100) 102 Tausend (1000) 103 Eine Million (1,000,000) 106 Eine Milliarde (1,000,000,000) 109 Eine Billion (1,000,000,000,000) 1012 Ein Hundertstel (0.01) 10-2 Ein Tausendstel (0.001) 10-3 Ein Millionstel (0.000001) 10-6 Ein ein-milliardste (0.000000001) 10-9 Ein Ein-Billionstel (0.000000000001) 10-12
Einige Websites bieten Demonstrationen von Potenzen von zehn und der Skala des Universums.
Einige Beispiele zum Ausprobieren
1. Jupiter ist etwa 5,2 AE von der Sonne entfernt. Wie weit ist das in km?
2. Ein Stern ist 4,94 x 1013 km von der Erde entfernt. Wie lange wird es dauern, bis das Licht dieses Sterns die Erde erreicht?
3. Ein weiterer Stern ist 3.5 km von uns entfernt. Wie weit ist es in km und in ly?
4. Stern A ist 33 pc entfernt, und Stern B ist 109 pc entfernt. Was ist der Unterschied in der Entfernung zwischen den beiden Sternen in ly?