Gli astronomi usano molte delle stesse unità di misura di altri scienziati. Spesso usano metri per lunghezza, chilogrammi per massa e secondi per tempo. Tuttavia, le distanze e le dimensioni nell’universo possono essere così grandi, che gli astronomi hanno inventato più unità per descrivere la distanza.
Unità astronomiche:
Le distanze nel sistema solare sono spesso misurate in unità astronomiche (abbreviato AU). Un’unità astronomica è la distanza media tra la Terra e il Sole:
1 AU = 1.496 x 108 km = 93 milioni di miglia
Giove dista circa 5,2 UA dal Sole e Plutone circa 39,5 UA dal Sole. La distanza dal Sole al centro della Via Lattea è di circa 1,7 x 109 UA.
Anni luce:
Per misurare le distanze tra le stelle, gli astronomi usano spesso gli anni luce (abbreviato ly). Un anno luce è la distanza che la luce percorre nel vuoto in un anno:
1 ly = 9,5 x 1012 km = 63.240 UA
Proxima Centauri è la stella più vicina alla Terra (ad eccezione del Sole) e dista 4,2 anni luce. Ciò significa che la luce di Proxima Centauri impiega 4,2 anni per viaggiare sulla Terra.
Parsec:
Molti astronomi preferiscono usare parsec (abbreviato pc) per misurare la distanza dalle stelle. Questo perché la sua definizione è strettamente correlata a un metodo di misurazione delle distanze tra le stelle. Un parsec è la distanza alla quale 1 AU sottende un angolo di 1 arcsec.
1 pz = 3,09 x 1013 km = 3,26 ly
Per distanze ancora maggiori, gli astronomi usano kiloparsec e megaparsec (abbreviati kpc e Mpc).
1 kiloparsec = 1 kpc = 1000 pc = 103 pc
1 megaparsec = 1 Mpc = 1.000.000 di pc = 106 pc
Potenze di Dieci:
le distanze e Le dimensioni degli oggetti astronomi di studio variano da molto piccoli, tra cui gli atomi e nuclei atomici, molto grande tra galassie, ammassi di galassie e la dimensione dell’universo. Per descrivere una gamma così vasta, gli astronomi hanno bisogno di un modo per evitare di confondere termini come “un miliardo di trilioni” e “un milionesimo”. Gli astronomi usano un sistema chiamato notazione delle potenze di dieci, che consolida tutti gli zeri che normalmente si trovano collegati a numeri molto grandi o piccoli come 1.000.000.000.000 o 0.0000000001. Tutti gli zeri sono messi in un esponente, che è scritto come apice, e indica quanti zeri avresti bisogno di scrivere la forma lunga del numero. Quindi per esempio:
100 = 1
101 = 10
102 = 100
103 = 1000
104 = 10,000
e così via.
Nella notazione delle potenze di dieci, i numeri sono scritti come una cifra compresa tra uno e dieci moltiplicata per una potenza di dieci. Quindi, ad esempio, la distanza dalla Luna di 384.000 km può essere riscritta come 3,84 x 105 km. Si noti che 3.84 è tra uno e dieci. Lo stesso numero potrebbe essere accuratamente riscritto come 38,4 x 104 o 0,384 x 106, ma la forma preferita è quella di avere il primo numero compreso tra uno e dieci.
Numeri molto piccoli possono anche essere scritti usando la notazione powers-of-ten. L’esponente è negativo per i numeri inferiori a uno e indica la divisione per quel numero di decine. Quindi per esempio:
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
e così via.
Ancora una volta, i numeri sono scritti come una figura tra uno e dieci moltiplicata per una potenza di dieci. Quindi, ad esempio, un numero come 0.00000375 sarebbe espresso come 3.75 x 10-6.
Alcuni numeri familiari scritti come poteri di dieci: Un centinaio di (100) 102 mille (1000) 103 Un milione di (1,000,000) 106 Un miliardo di (1,000,000,000) 109 Un trilione (1,000,000,000,000) 1012 centesimo (0.01) 10-2 Uno di un millesimo (0.001) 10-3 Un milionesimo (0.000001) 10-6 Uno un miliardesimo (0.000000001) 10-9 Una trilione (0.000000000001) 10-12
alcuni siti web offrono dimostrazioni di potenze di dieci e la scala dell’universo.
Alcuni esempi da provare
1. Giove dista circa 5,2 UA dal Sole. Quanto dista questo in km?
2. Una stella è posizionata a distanza di 4.94 x 1013 km dalla Terra. Quanto tempo ci vorrà la luce di questa stella per raggiungere la Terra?
3. Un’altra stella è 3.5 kpc lontano da noi. Quanto dista in km e in ly?
4. Stella A è 33 pc di distanza, e Stella B è 109 pc di distanza. Qual è la differenza di distanza tra le due stelle in ly?