| Lichtjahre (ly) | Ångström (Å) |
|---|---|
| 1 Lichtjahr | 9.46073047258 × 1025 Å |
| 2 Lichtjahre | 1.89214609452 × 1026 Å |
| 3 Lichtjahre | 2.83821914177 × 1026 Å |
| 4 Lichtjahre | 3.78429218903 × 1026 Å |
| 5 Lichtjahre | 4.73036523629 × 1026 Å |
| 10 Lichtjahre | 9.46073047258 × 1026 Å |
| 20 Lichtjahre | 1.89214609452 × 1027 Å |
| 25 Lichtjahre | 2.36518261815 × 1027 Å |
| 50 Lichtjahre | 4.73036523629 × 1027 Å |
| 100 Lichtjahre | 9.46073047258 × 1027 Å |
| Referenz | Lichtjahre (ly) | Ångström (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 3.13929 × 10-17 ly | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7969 × 10-16 ly | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 1.10985 × 10-14 ly | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 4.46002 × 10-12 ly | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 9.3534 × 10-13 ly | 8.849 × 1013 Å |
Das Lichtjahr ist die Strecke, die Licht im Vakuum während eines julianischen Jahres zurücklegt, also genau 9.460.730.472.580.800 Meter oder rund 9,46 Billionen Kilometer. Das Zeichen ist ly.
Es ist eine Einheit der Länge und nicht der Zeit – ein Umstand, den der Name verschleiert und der beharrlich zu Verwechslungen führt. Seine Exaktheit folgt aus zwei festgelegten Größen: Die Lichtgeschwindigkeit beträgt genau 299.792.458 Meter je Sekunde, und ein julianisches Jahr ist als genau 365,25 Tage zu je 86.400 Sekunden bestimmt. Das Produkt beider ergibt eine Zahl ganz ohne Messunsicherheit.
Der Reiz der Einheit liegt darin, dass sie die endliche Lichtgeschwindigkeit sichtbar macht. Ein Objekt in zwölf Lichtjahren Entfernung zu betrachten heißt, es so zu sehen, wie es vor zwölf Jahren war, und diese Verzögerung ist keine Kuriosität, sondern die Grundlage der beobachtenden Kosmologie. Die entferntesten beobachteten Galaxien liegen Milliarden Lichtjahre weit weg; Teleskope sind damit praktisch Instrumente, um in die Vergangenheit zu blicken.
Nahe Entfernungen wirken am Maßstab dieser Einheit bescheiden. Proxima Centauri, der sonnennächste Stern, ist 4,25 Lichtjahre entfernt, Sirius 8,6. Das Zentrum der Milchstraße liegt etwa 26.000 Lichtjahre von der Erde entfernt, und die Galaxie misst rund 100.000. Die Andromedagalaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt und an einem dunklen Standort mit bloßem Auge sichtbar, womit sie das fernste Objekt ist, das die meisten Menschen je unmittelbar sehen werden.
Berufsastronomen bevorzugen in der Regel das Parsec, das sich unmittelbar aus der Parallaxenmessung ergibt, und Fachzeitschriften geben Entfernungen in Parsec, Kiloparsec und Megaparsec an. In der populären Darstellung überwiegt das Lichtjahr, weil es außer der Lichtgeschwindigkeit keiner Erklärung bedarf.
Verwandte Einheiten folgen demselben Prinzip auf kleineren Skalen. Die Lichtsekunde, etwa 300.000 Kilometer, kommt der Entfernung Erde–Mond nahe, und Funkingenieure verwenden die Lichtnanosekunde von rund 30 Zentimetern, wenn sie über die Signalausbreitung in einem Kabel nachdenken. Lichtminute und Lichtstunde begegnen gelegentlich in Beschreibungen des äußeren Sonnensystems.
Ein Lichtjahr entspricht 63.241 Astronomischen Einheiten, etwa 0,3066 Parsec oder 9,4607 Billionen Kilometern.
Das Ångström ist eine Längeneinheit von einem Zehnmilliardstel Meter, also 0,1 Nanometern. Es trägt den Namen von Anders Jonas Ångström, dem schwedischen Physiker, der es 1868 in seiner Karte des Sonnenspektrums verwendete. Das Zeichen ist Å, ein aus dem schwedischen Alphabet entlehnter Buchstabe.
Das Ångström hat sich gehalten, weil es dem Maßstab der Atome entspricht. Ein Wasserstoffatom hat einen Radius von etwa 0,5 Å. Eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung misst rund 1,5 Å. In Nanometern ausgedrückt ergeben diese Werte unhandliche Dezimalstellen, weshalb Kristallografen, Spektroskopiker und Strukturbiologen weiterhin die ältere Einheit bevorzugen. Proteinstrukturen in öffentlichen Datenbanken werden nach wie vor mit ihrer Auflösung in Ångström beschrieben, und eine Struktur besser als 2 Å gilt als hochwertig.
Auch die Wellenlängen des sichtbaren Lichts fallen in einen bequemen Bereich. Rotes Licht liegt nahe 7000 Å, violettes nahe 4000 Å. Röntgenwellenlängen gruppieren sich um 1 Å, und genau deshalb macht die Röntgenbeugung Atomabstände sichtbar: Sonde und Ziel sind gleich groß.
Das Ångström gehört nicht zum Internationalen Einheitensystem. Das BIPM führt es unter den Einheiten, die zum Gebrauch mit dem SI zugelassen sind, rät jedoch von neuen Anwendungen ab und bevorzugt Nanometer oder Pikometer. Diese Empfehlung hat in den Fachgebieten, in denen die Einheit fest verankert ist, wenig bewirkt. Die Halbleiterfertigung zeigt das deutlich. Fertigungsknoten wurden jahrzehntelang in Nanometern benannt, doch als die Strukturen kleiner wurden, begann die Branche, Gateoxiddicken in Ångström anzugeben, und Intel taufte eine Technologiegeneration die Angstrom-Ära.
Beim Lesen älterer Fachliteratur ist Vorsicht geboten. Bevor das Ångström an das Meter gebunden wurde, war es über eine bestimmte Spektrallinie des Cadmiums festgelegt, und Werte aus dem frühen 20. Jahrhundert können geringfügig von heutigen abweichen. Die Internationale Astronomische Union übernahm diese spektroskopische Definition 1907; sie galt, bis das Meter selbst 1960 über Krypton neu bestimmt wurde. Der Unterschied ist klein, aber vorhanden, und er zählt beim Vergleich historischer Spektralmessungen mit heutigen.
Die Umrechnung ist einfach. Ein Ångström entspricht 10-10 Metern, 0,1 Nanometern oder 100 Pikometern. Zehn Ångström ergeben ein Nanometer.