Magnituds i unitats més comunes en astronomia

Mesurar ha estat un dels objectius de l’astronomia des de les primeres civilitzacions, si bé les enormes distàncies i la manca de referències estàndard han fet molt difícil la tasca d’estimar les distàncies interestel·lars, i encara més, les antigalàctiques. Per això és útil fer aquí una breu introducció al sistema d’unitats emprades en astronomia.

Per mesurar distàncies astronòmiques, habitualment es pren com a unitat aquella que separa la Terra del Sol i que s’anomena unitat astronòmica (UA). Una altra unitat de longitud emprada en astronomia és l’any llum (al), que equival a la distància recorreguda per la llum durant un any. El concepte no pot ser més intuïtiu, i tenint en compte que la llum es propaga al buit a una velocitat de 2,9979 · 108 m/s, és fàcil calcular que l’any llum equival a uns nou bilions i mig de quilòmetres (≈ 1018 cm); aquesta xifra gegantina fa palès que les unitats de longitud que es fan servir habitualment resulten poc pràctiques per a mesurar distàncies còsmiques. Una altra unitat molt comuna per a mesurar distàncies interestel·lars o intergalàctiques és el parsec (pc), que es defineix com la distància des de la qual es veuria l’òrbita terrestre subtendint un angle d’un segon d’arc; un parsec equival a 3,26 anys llum.

Cal tenir present altres unitats importants que, per exemple, fan referència a l’energia emesa per les estrelles o reflectida per planetes. La lluminositat d’una estrella es mesura en watts (1 W equival a 1 J/s) i normalment es dóna de manera comparativa amb la lluminositat solar, que es representa amb el símbol L⊙ i equival a 3,826 · 1026 W. Pel que fa al joule (J) com a unitat d’energia, es dóna com a funció de l’electronvolt (eV), que és l’energia adquirida per un electró en ser accelerat a través d’un potencial elèctric d’un volt. Tot i això, el joule es defineix de manera més intuïtiva com la quantitat d’energia continguda en el moviment d’una massa de 2 kg que es desplaça a una velocitat d’1 m/s.

Pel que fa a la massa de les estrelles, sovint s’empra com a unitat fonamental la massa solar, que es representa amb el símbol M⊙ i que equival a 2 · 1033 g.

Finalment, s’ha de comentar que, pel que fa a la temperatura, en astronomia es fan servir tant l’escala de kelvin (K) com la de graus Celsius (°C), ja que atès el rang de valors en el qual es produeixen els fenòmens còsmics, gairebé no hi ha diferència entre la temperatura expressada en una o altra escala.

La taula següent presenta les principals magnituds i les unitats més emprades en aquest llibre. A l’última columna s’expressen en funció d’unitats que resulten més comunes als profans en la matèria (metre = m, segon = s, quilogram = kg, watt = W, etc.), i en el cas de la temperatura, de la relació del canvi d’escala.

Algunes constants físiques, les més importants, i les que solen aparèixer en els càlculs que es fan amb les magnituds citades en la taula anterior, són les següents