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一年光年有多长?需要多长时间才能到达?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

一年光年有多长?需要多长时间才能到达?

引用
1
来源
1.
https://dimzou.feat.com/zh-Hans/dimzou/1362788/1367453

在浩瀚的宇宙中,星星之间的距离是如此遥远,以至于我们无法用普通的长度单位来准确描述。于是,科学家们发明了一个特殊的距离单位——光年。那么,一年光年究竟有多长?需要多久才能到达?本文将为你揭晓答案。

当提到星星之间的距离时,人们通常使用一个称为光年的测量单位。那么光年是什么?为什么不以公里或普通年份来测量,而是用光年来测量?这里的光年是宇宙中常用的测量单位,人们常常误以为这是一个时间单位,因为里面有“年”这个字,但实际上这是一个距离单位。

当谈到太阳系中星星之间的距离或与遥远行星的距离时,我们不使用英里或公里,而是必须使用一个称为光年的单位。因为如果使用英里或公里,数字将会非常庞大,记录和统计将变得过于复杂。简单来说,使用光年而不是一两个数字,你必须使用数百万亿的数字,很多个零,或者是某个指数,看上去就让人头晕和难以理解。

宇宙中物质行星之间的距离是极其巨大的。从银河系看我们的地球就像一粒沙子,甚至在银河系的缩小图中都无法看到它。巨大的太阳也只是其中无数星星之一。通过天文测量,从太阳到地球的光需要大约8分钟19秒。如果假设由于某种原因太阳突然熄灭或消失,那么地球上的人们在8分钟19秒后才会看到那道光消失。这表明天体之间的遥远距离是怎样的,当测量如此遥远的距离时,我们通常将其转换为光年单位。但为什么是光而不是声音或其他东西呢?

首先,因为光是人类可以从其他星星和行星观察到的东西,而声音或其他东西则完全无法。其次,光是宇宙中移动最快的东西,它以每秒300,000公里的速度移动,而光年是光在一年内所走的距离。具体来说,你可以将光在1秒内移动的距离乘以31,556,920,即一年中的秒数,得到的结果是95亿公里。以光年为单位测量的距离是极其遥远的,仅仅1秒钟的光就可以绕地球转7.5圈。那么光年距离是多么可怕呢。

而且让我们比较一下人类能够达到的速度,人类距离接近光速仍然很远。这需要技术上的突破,比如反物质引擎或开发量子物理现象。人类创造的最快物体之一是帕克太阳探测器。该探测器以192公里/秒的速度移动,仅相当于光速的0.064%。光年是多么长的距离,试着与人类目前所能达到的进行比较。如果人类想要走完一光年的距离,将需要非常非常长的时间,因为这是光在宇宙中最快的东西也需要整整一年才能走完的距离。

如果你以每小时5公里的平均速度步行,就像在公园散步。要走完一光年对应的近9.5万亿公里的距离,你将需要大约2.16亿年。想想看,你必须从2亿年前恐龙还活着的时候开始走,现在仍然没有到达。假设你以每小时100公里的速度开车,就像在高速公路上连续不停地开车,不加油,不修车,车不坏,不吃喝,那么你也需要大约1080万年才能走完一光年的距离。为了更容易理解,这段时间比人类历史还要长50倍,估计人类历史只有大约20万年。

商业飞机呢,它的速度快得多,约为900公里/小时,但要与光速竞争,也需要120万年的不间断飞行才能走完一光年的距离。因此,只有光才能足够快,只有光是宇宙中最快的。我们的速度就像在光的道路上爬行的乌龟。一个有趣的事实是,由于光需要时间来移动,我们在天空中看到的东西实际上是过去的影像。

以下是太阳系中以光年为单位的距离。

地球与月球之间的距离相当于1.28秒光。地球与太阳之间的距离约为8.3分钟光。地球与水星之间的距离为3.2分钟光,地球与金星之间的距离为6分钟光,地球与火星之间的距离为12.5分钟光,地球与木星之间的距离为43.3分钟光,地球与土星之间的距离为1.3小时光,地球与天王星之间的距离为2.7小时光,地球与海王星之间的距离为4.2小时光。需要重申的是,行星之间没有确切的距离,因为它们都在各自的轨道上不断运动。银河中心距离地球约26,000光年,或者说天狼星是天空中最亮的星星,距离地球也有8.6光年,这意味着你看到的光是8.6年前的光。

科学家们最近也观察到了一次被称为超新星爆炸的事件,据信发生在250万年前,是冰河时代的开始。这意味着我们从地球上看到的光是250万年前爆炸发生时的光。如果你相信有另一个世界存在,他们看到地球上的影像,那么他们通过望远镜看到的可能是恐龙而不是人类,因为光需要时间来移动。哈勃望远镜可以探测到光需要数十亿年才能到达地球的行星。因此,哈勃望远镜捕捉到的图像有时实际上是与地球开始形成时相对应的过去的影像。

尽管光的距离已经非常大,但为了更容易表示天文数字,人们想办法将这个数字压缩成一个更大的测量单位,称为天文单位。这是天文学家罗伯特·贝拉姆的成就,他基于地球与太阳之间的距离约为1.5亿公里,这意味着一个天文单位大约相当于8分钟光多一点。一个天文单位通常用AU或UA表示。为了获得关于光和距离的理解,从古至今,人类需要进行深入研究,早在古代人类对宇宙的了解还不多时,亚里士多德相信光能够立即移动。他是古希腊的一位哲学家和科学家,柏拉图的学生,也是亚历山大大帝的老师。

直到17世纪,具体是1667年,意大利著名的天文学家、物理学家、数学家和哲学家伽利略试图测量光速。他被称为现代天文学观察的奠基人。他站在山顶上观察一盏被同伴遮住的灯的打开速度,试图计算光的速度。他们之间的距离不到一英里,因此很难察觉到差异,他只能估计光速比声音快10倍。实际上,光以每秒300,000公里的速度移动,而声波在空气中以每秒仅0.3公里的缓慢速度移动。这就是为什么你在看到闪电之前听到雷声,尽管实际上这两个事件是同时发生的。

谈到测量光速的最准确方法,那就是罗梅尔,这位天文学家认为光在宇宙中以一定的速度移动,并估计光从太阳到达地球需要10到11分钟。尽管这个数字与实际情况有偏差,科学家们仍然获得了一个重要的数字来进行研究。那时,罗梅尔计算出的光速约为每秒200,000公里。

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