Lichtjaren en terugkijktijd: het verleden zien

Licht is snel, maar niet onmiddellijk. In de lege ruimte reist het met precies 299.792.458 m/s, ongeveer 300,000 km/s (deze waarde bepaalt de meter). In één jaar legt het

afl=299.792.458 m/s × 31.557.600 s ≈ 9,46 × 10¹⁵ m, oftewel ongeveer 9,46 biljoen km.

Die afstand is één lichtjaar (ly). Het is een eenheid van afstand, niet van tijd. Een ster die "tien lichtjaar verderop" staat, is een ster die 10 × 9,46 × 10¹⁵ m van ons vandaan staat.

Afstand wordt tijd. Omdat licht tijd nodig heeft om aan te komen, is de tijd die het nodig had gewoon t = d / c. We zien een object altijd zoals het was toen het licht ervan vertrok.

Controleer de eerste twee regels: de maan staat 3,844 × 10⁸ m van ons vandaan, en 3,844 × 10⁸ / 2,998 × 10⁸ ≈ 1,28 s. Voor de zon geldt 1,496 × 10¹¹ / 2,998 × 10⁸ ≈ 499 s.

Ver weg kijken betekent terugkijken. Het licht dat we van het Andromedastelsel opvangen, vertrok daar ongeveer 2.5 miljoen jaar geleden, rond de tijd dat de eerste stenen werktuigen op aarde verschenen. We kunnen niet zien hoe Andromeda er vandaag uitziet. Het beeld is niet verkeerd, het is gewoon oud, en er is geen manier om eerder een recenter beeld te krijgen.

Hierdoor veranderen telescopen in tijdmachines. Hoe verder een sterrenstelsel van ons vandaan is, hoe eerder in de geschiedenis van het heelal we het zien. In latere werelden zullen we het oudste licht van allemaal zien.

De parsec. Astronomen gebruiken ook de parsec (pc). Eén parsec is de afstand waarop één astronomische eenheid eruitziet als een hoek van één boogseconde (een boogseconde is 1/3.600 van een graad). Dat komt neer op 3,26 lichtjaar, oftewel 3,09 × 10¹⁶ m. We schrijven kpc (duizend parsecs) en Mpc (miljoen parsecs): het Andromedastelsel staat ongeveer 0.78 Mpc van ons vandaan, en 1 Mpc is ongeveer 3.26 miljoen lichtjaar.