CalcOpenly
हिन्दी

खगोल विज्ञान कैलकुलेटर: प्रकाश समय, कांतिमान और अभिरक्त विस्थापन

किसी भी दूरी के लिए प्रकाश का यात्रा समय, दूरी मापांक से आभासी और निरपेक्ष कांतिमान, और अभिरक्त विस्थापन (रेडशिफ़्ट) से दूर जाने का वेग (आपेक्षिकीय डॉप्लर)।

AI लेखन टूल से मसौदा तैयारअपडेट किया गया जाँचे गए उदाहरण: 9

आज़माएँ
प्रकाश का यात्रा समय
8 min 19 s
प्रकाश का यात्रा समय: 8 min 19 s
प्रकाश का यात्रा समय
8.31675min
दूरी
149,598,000km

सूर्य से आया प्रकाश हम तक पहुँचने में 8 min 19 s लेता है — हम उसे उतना पहले जैसा देखते हैं।

प्रकाश का यात्रा समय (log₁₀ सेकंड)

सेकंडमिनट–घंटेदिनवर्षहज़ारों से अरबों वर्ष-11.84.97.510.517चंद्रमासूर्यप्रॉक्सिमा सेंटॉरीदेवयानी8 min 19 s
गणना कैसे होती है S
  1. मीटर में दूरी

    d=149,598,000,000 md = 149{,}598{,}000{,}000\ \mathrm{m}
  2. प्रकाश की चाल से भाग दें

    t=dc=149,598,000,000299 792 458=499.005 s=0.0000158125 yrt = \frac{d}{c} = \frac{149{,}598{,}000{,}000}{299\,792\,458} = 499.005\ \mathrm{s} = 0.0000158125\ \mathrm{yr}

    यहाँ वर्ष जूलियन वर्ष (365.25 d) हैं, वही इकाई जिससे प्रकाश-वर्ष परिभाषित होता है।

खगोल विज्ञान कैलकुलेटर: प्रकाश समय, कांतिमान और अभिरक्त विस्थापन के बारे में

प्रकाश का यात्रा समय दूरी को प्रकाश की सटीक चाल 299,792,458 m/s से भाग देकर मिलता है। दूरी मापांक m − M = 5 log₁₀(d/10 pc) + A किसी तारे के आभासी कांतिमान m, निरपेक्ष कांतिमान M (10 पारसेक से वह कितना चमकीला दिखता), उसकी दूरी d और धूल से होने वाले मंदन A को जोड़ता है; m, M और d में से कोई दो दें, तीसरा मिल जाएगा। अभिरक्त विस्थापन z आपेक्षिकीय डॉप्लर सूत्र 1 + z = √((1 + β)/(1 − β)) से वेग में बदलता है, जहाँ β = v/c।

डिफ़ॉल्ट दिखाता है कि सूर्य का प्रकाश 1 au (149,597,870.7 km) पार करने में 8 min 19 s लेता है, यानी हम सूर्य को उतना पहले जैसा देखते हैं। आभासी कांतिमान −1.46 और 2.64 पारसेक दूरी वाले व्याध (Sirius) का निरपेक्ष कांतिमान 1.43 है; उतनी ही दूरी से सूर्य 1.94 कांतिमान पर चमकता।

डॉप्लर सूत्र अभिरक्त विस्थापन को अंतरिक्ष में गति मानता है। z ≈ 0.1 के आगे किसी आकाशगंगा का अभिरक्त विस्थापन मुख्यतः ब्रह्मांड के प्रसार से आता है, इसलिए दिखाया गया वेग उसके दूर जाने की चाल नहीं है और उसकी दूरी के लिए ब्रह्मांडीय मॉडल चाहिए।

प्रकाश को कोई दूरी तय करने में कितना समय लगता है?

दूरी को प्रकाश की चाल से भाग दें, जो ठीक 299,792,458 m/s है: t = d/c। यह कैलकुलेटर तीन काम करता है: किसी दूरी के लिए प्रकाश का यात्रा समय, दूरी मापांक से आभासी या निरपेक्ष कांतिमान अथवा दूरी, और अभिरक्त विस्थापन (रेडशिफ़्ट) से वेग। डिफ़ॉल्ट में सूर्य का प्रकाश 1 खगोलीय इकाई (149,597,870.7 km) 499.005 s, लगभग 8 min 19 s में पार करता है, यानी 8.31675 मिनट। चंद्रमा का प्रकाश 384,400 km से 1.28 s लेता है। एक प्रकाश-वर्ष प्रकाश की एक जूलियन वर्ष की यात्रा है।

चंद्रमा से देवयानी आकाशगंगा तक प्रकाश का समय

  • चंद्रमा, 384,400 km: 1.28 सेकंड
  • सूर्य, 1 au: 8 मिनट 19 सेकंड
  • प्रॉक्सिमा सेंटॉरी, 4.2465 प्रकाश-वर्ष: 4.2465 वर्ष
  • आकाशगंगा का केंद्र, 8,178 पारसेक: 26,673 वर्ष
  • देवयानी (एंड्रोमेडा) आकाशगंगा, 765,000 पारसेक: लगभग 25 लाख (2.5 मिलियन) वर्ष

यात्रा का समय प्रकाश की आयु भी है, इसलिए आप सूर्य को वैसा देखते हैं जैसा वह 8 min 19 s पहले था। यह आँकड़ा 1 au की माध्य दूरी का है; पृथ्वी जनवरी में सूर्य के थोड़ा पास और जुलाई में थोड़ा दूर रहती है।

दूरियाँ NASA की चंद्र तथ्य-पत्रिका, IAU की खगोलीय इकाई, प्रॉक्सिमा सेंटॉरी के लिए Gaia DR3, आकाशगंगा के केंद्र के लिए GRAVITY सहयोग के 2019 के मापन और देवयानी के लिए NASA/ESA के लगभग 765 kpc के आँकड़े से ली गई हैं।

प्रकाश-वर्ष, पारसेक और खगोलीय इकाई

  • 1 खगोलीय इकाई = ठीक 149,597,870.7 km (IAU 2012)।
  • 1 प्रकाश-वर्ष = 9,460,730,472,580.8 km, यानी 365.25 दिनों में प्रकाश द्वारा तय दूरी।
  • 1 पारसेक = 648,000/π au = 206,264.8 au = 3.26156 प्रकाश-वर्ष (IAU 2015)।

पारसेक वह दूरी है जिस पर 1 au एक चाप-सेकंड का कोण बनाता है, इसीलिए लंबन (पैरलैक्स) से निकली दूरियाँ पारसेक में आती हैं।

आभासी और निरपेक्ष कांतिमान से दूरी कैसे निकालें

आभासी कांतिमान m बताता है कि कोई पिंड पृथ्वी से कितना चमकीला दिखता है। निरपेक्ष कांतिमान M बताता है कि 10 पारसेक से वह कितना चमकीला दिखता। दूरी मापांक दोनों को जोड़ता है: m − M = 5 log₁₀(d / 10 pc) + A, जहाँ A धूल से होने वाला मंदन है।

दूरी के लिए हल करने पर d = 10^((m − M − A + 5)/5) पारसेक। m − M = 10 वाला और बिना धूल का तारा 10³ = 1,000 pc दूर है, लगभग 3,261.56 प्रकाश-वर्ष।

पैमाना उलटा और लघुगणकीय है: पाँच कांतिमान का अंतर चमक में ठीक 100 गुना है, इसलिए एक कांतिमान 100^(1/5) ≈ 2.512 गुना है (OpenStax)।

यही समीकरण उलटी दिशा में भी चलता है। M = 4.83 वाला सूर्य 1 au (4.848 × 10⁻⁶ pc) से देखने पर m = 4.83 + 5 log₁₀(4.848 × 10⁻⁶ ÷ 10) = −26.74 देता है, जो उसकी प्रेक्षित चमक है। कांतिमान मोड का डिफ़ॉल्ट M = 4.83 (सूर्य) और 2.64 pc (व्याध, Sirius, की दूरी) लेता है और m = 1.94 देता है: उतनी दूरी से सूर्य इतना ही चमकीला दिखता। व्याध का अपना m = −1.46 भरकर M निकालें तो 1.432 आता है।

धूल का विलोपन दूरी को कैसे बदलता है

तारों के बीच की धूल तारे के प्रकाश को मंद करती है और m में A कांतिमान जोड़ देती है। इसे छोड़ दें तो मंदन का हर कांतिमान अतिरिक्त दूरी की तरह पढ़ा जाता है।

m − M = 10 के साथ, एक कांतिमान का विलोपन दूरी को 1,000 pc से घटाकर 631 pc कर देता है। A को शून्य रखने पर वह दूरी 58% बढ़ा-चढ़ाकर आती।

विलोपन दृष्टि-रेखा और प्रकाशमितीय बैंड पर निर्भर करता है, इसलिए अपने पिंड के लिए उसी बैंड में मापा गया मान लें जिसमें m और M हैं।

अभिरक्त विस्थापन को वेग में कैसे बदलें

अभिरक्त विस्थापन तरंगदैर्ध्य का आंशिक खिंचाव है: z = (λ_प्रेक्षित − λ_उत्सर्जित)/λ_उत्सर्जित। 500 nm पर उत्सर्जित और 550 nm पर प्रेक्षित रेखा का z = 0.1 है।

दृष्टि-रेखा के साथ गति के लिए आपेक्षिकीय डॉप्लर सूत्र β = ((1 + z)² − 1)/((1 + z)² + 1) और v = βc देता है। z = 0.1 पर β = 0.0950 और v = 28,487 km/s।

छोटा रास्ता v = cz 29,979 km/s देता है, 5% अधिक। z = 0.01 पर दोनों में केवल 0.5% का अंतर है (2,983 बनाम 2,998 km/s), पर z = 1 पर छोटा रास्ता c बताता है जबकि डॉप्लर सूत्र 0.6c देता है।

ऋणात्मक z पास आते स्रोत का नील विस्थापन (ब्लूशिफ़्ट) है: z = −0.1 का अर्थ है आपकी ओर 31,470 km/s। उलटी दिशा में, 0.5c से दूर जाता स्रोत z = √3 − 1 = 0.732 दिखाता है (OpenStax)। वेग c या उससे अधिक भरने पर कैलकुलेटर त्रुटि देता है, क्योंकि अंतरिक्ष में कुछ भी प्रकाश की चाल पर नहीं चलता।

z ≈ 0.1 के आगे किसी आकाशगंगा का अभिरक्त विस्थापन मुख्यतः अंतरिक्ष के फैलने से आता है। तब उसका डॉप्लर वेग उसके दूर जाने की चाल नहीं है, और उसकी दूरी के लिए H₀ के किसी मान के साथ ΛCDM जैसा ब्रह्मांडीय मॉडल चाहिए। कैलकुलेटर इस मोड में हर बार यही चेतावनी दिखाता है।

प्रकाश समय, दूरी और अभिरक्त विस्थापन के परिणाम

डिफ़ॉल्ट 1 au पर सूर्य का प्रकाश है, और चंद्रमा 384,400 km है। एक प्रकाश-वर्ष में भरी गई दूरी 1 ly है। दूरी मापांक दस में m = 10 और M = 0 हैं, बिना धूल के, और डॉप्लर z1 में अभिरक्त विस्थापन 1 है।

परिदृश्यचुना गया परिणाम
डिफ़ॉल्ट8.31675 मिनट
चंद्रमा1.28222 सेकंड
एक प्रकाश-वर्ष1 वर्ष का प्रकाश समय
दूरी मापांक दस1,000 pc
डॉप्लर z10.6c

आम ग़लतियाँ

  • प्रकाश-वर्ष को समय समझना। यह लगभग 9.46 ट्रिलियन (94.6 खरब) km की दूरी है।
  • बड़े कांतिमान को अधिक चमकीला मानना। कांतिमान 1 कांतिमान 2 से 2.512 गुना अधिक चमकीला है।
  • प्रकाशमितीय बैंड मिलाना। m और M की तुलना एक ही बैंड में करें; सूर्य का 4.83 दृश्य (V) कांतिमान है।
  • बड़े अभिरक्त विस्थापन पर v = cz लगाना। यह अधिक बताता है और z = 1 पर c तक पहुँच जाता है।

इकाइयाँ और परिपाटियाँ

  • प्रकाश समय की दूरियाँ km, au, प्रकाश-वर्ष, पारसेक और मील में भरी जा सकती हैं; कांतिमान वाली दूरियाँ pc, ly और au में।
  • वर्षों में प्रकाश यात्रा 365.25 दिन के जूलियन वर्ष लेती है, वही इकाई जो प्रकाश-वर्ष को परिभाषित करती है।
  • विलोपन A कांतिमान में है और आभासी कांतिमान में जोड़ा जाता है।
  • वेग km/s, m/s या c के भिन्न में हो सकता है, और c से कम रहना चाहिए।

किसी ग्रह या तारे के चारों ओर कक्षीय चाल और आवर्तकाल के लिए गुरुत्व और कक्षा कैलकुलेटर देखें। किसी प्रेक्षित तरंगदैर्ध्य को आवृत्ति या फ़ोटॉन ऊर्जा में बदलने के लिए तरंगदैर्ध्य, आवृत्ति और ऊर्जा कैलकुलेटर देखें।

हल किए गए उदाहरण

सूर्य का प्रकाश लगभग 8 min 19 s लेता है

गणना करें
प्रकाश का यात्रा समय
किस तक की दूरी
सूर्य
प्रकाश का यात्रा समय
8.31675 मिनट
दूरी
149,598,000 km

जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना

चंद्रमा: 1.28 प्रकाश-सेकंड

गणना करें
प्रकाश का यात्रा समय
किस तक की दूरी
चंद्रमा
प्रकाश का यात्रा समय
1.28 s

जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना

एक प्रकाश-वर्ष में एक जूलियन वर्ष लगता है

गणना करें
प्रकाश का यात्रा समय
किस तक की दूरी
दूरी दर्ज करें
दूरी
1 ly
प्रकाश का यात्रा समय
1 वर्ष

जाँच का स्रोत: उदाहरण की जाँच: IAU परिभाषा: 1 ly = c × 365.25 d

सूर्य का आभासी कांतिमान

गणना करें
तारों के कांतिमान
क्या निकालना है
आभासी m
निरपेक्ष कांतिमान M
4.83
दूरी
1 au
आभासी कांतिमान m
-26.742
दूरी मापांक m − M
-31.572

जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना

सवाल

सूर्य से पृथ्वी तक प्रकाश पहुँचने में कितना समय लगता है?

औसतन 8 मिनट 19 सेकंड (499.0 s): 1 खगोलीय इकाई ठीक 149,597,870,700 m है (IAU 2012) और प्रकाश ठीक 299,792,458 m/s चलता है। सूर्य से पृथ्वी की दूरी लगभग 147.1 से 152.1 मिलियन km के बीच बदलती है, इसलिए यह देरी जनवरी में लगभग 8 min 11 s से जुलाई में 8 min 27 s तक रहती है। चाँद का प्रकाश 1.28 s लेता है।

आभासी और निरपेक्ष कांतिमान में क्या अंतर है?

आभासी कांतिमान m बताता है कि तारा पृथ्वी से कितना चमकीला दिखता है; निरपेक्ष कांतिमान M बताता है कि मानक 10 पारसेक (32.6 प्रकाश-वर्ष) से वह कितना चमकीला दिखता। पैमाना उलटा और लघुगणकीय है: 5 कांतिमान का अंतर चमक में ठीक 100 गुना है, इसलिए 1 कांतिमान 100^(1/5) ≈ 2.512 गुना है। पृथ्वी से सूर्य m = −26.74 है, पर उसका M केवल 4.83 है।

कांतिमानों से दूरी कैसे निकालें?

d = 10^((m − M − A + 5)/5) पारसेक, यानी दूरी मापांक को d के लिए हल करना। m − M = 10 और बिना धूल वाला तारा 10³ = 1,000 pc पर है, लगभग 3,262 प्रकाश-वर्ष। अंतर के हर 5 कांतिमान पर दूरी 10 गुना हो जाती है; सेफ़ीड परिवर्ती तारे और Ia प्रकार के सुपरनोवा, जिनके निरपेक्ष कांतिमान ज्ञात हैं, इसी तरह नापे जाते हैं।

अभिरक्त विस्थापन को वेग में कैसे बदलें?

आपेक्षिकीय डॉप्लर सूत्र β = ((1 + z)² − 1)/((1 + z)² + 1) लगाएँ, फिर v = βc। z = 0.1 पर यह 28,487 km/s देता है, जो सरल अनुमान cz = 29,979 km/s से 5% कम है, और z = 1 पर 0.6c देता है, c नहीं। दूर की आकाशगंगाओं में अभिरक्त विस्थापन ब्रह्मांडीय होता है, इसलिए वहाँ इस सूत्र की जगह हबल नियम या ΛCDM की गणना लगती है।

एक प्रकाश-वर्ष कितनी दूरी है?

9,460,730,472,580.8 km, यानी 365.25 दिन के एक जूलियन वर्ष में प्रकाश द्वारा तय दूरी, जैसा IAU ने परिभाषित किया है। एक पारसेक 3.2616 प्रकाश-वर्ष या 648,000/π खगोलीय इकाई है (IAU 2015 संकल्प B2)। सूर्य के बाद सबसे पास का तारा प्रॉक्सिमा सेंटॉरी 4.2465 प्रकाश-वर्ष दूर है, इसलिए पहुँचते समय उसका प्रकाश 4.25 वर्ष पुराना होता है।

इस कैलकुलेटर के बारे में

t=dc;m−M=5log⁡10d10 pc+A;1+z=1+β1−β, β=vct = \frac{d}{c};\qquad m - M = 5\log_{10}\frac{d}{10\ \mathrm{pc}} + A;\qquad 1 + z = \sqrt{\frac{1 + \beta}{1 - \beta}},\ \beta = \frac{v}{c}

स्रोत

  1. IAU 2012 B2 (astronomical unit), IAU 2015 B2 (parsec = 648000/π au); c exact (SI)
  2. OpenStax Astronomy 2e, §17.1 The brightness of stars (magnitudes) and §19.1 Fundamental measures of distance
  3. OpenStax University Physics Volume 3, §5.7 Doppler effect for light

संदर्भों से जाँच की गई

इस कैलकुलेटर में स्वतंत्र स्रोतों के उत्तरों वाले 9 हल किए गए उदाहरण शामिल हैं। ये परीक्षण समूह में चलते हैं और आप इन्हें यहाँ भी चला सकते हैं।

यह कैलकुलेटर अपनी वेबसाइट पर लगाएँ

जहाँ कैलकुलेटर दिखाना है, वहाँ इसे पेस्ट करें। इसका उपयोग मुफ़्त है, यहाँ किए गए सुधार इसमें अपने आप पहुँच जाते हैं, और उसके नीचे की श्रेय पंक्ति मूल पेज का लिंक देती है, जिससे आपके पाठक पूरा संस्करण देख सकते हैं।

ऊँचाई
एम्बेड का पूर्वावलोकन देखें

श्रेय पंक्ति बनी रहने दें। यही एकमात्र शर्त है, और इसी से ये कैलकुलेटर मुफ़्त रहते हैं।