一光年是什麼概念?人類可以達到光速嗎?

2020-12-24 小龍科普

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光年是時間單位還是長度單位?一光年到底有多遠?以人類目前最快的速度走一光年需要多長時間?

光年是長度單位,是一個多用於形容天體間時空距離的單位。它是指光在宇宙的真空環境下,沿直線傳播了一年所經過的距離。大約九兆四千六百億公裡(或5.88×1012英裡)。

銀河系的直徑大約是10萬光年

人類目前製造最快的飛行器是2004年3月27日,美國宇航局研製的X-43A高超音速飛機在3萬米高空以8000多公裡(相當於7倍音速)的時速飛行了大約6分鐘,創造出人類史上飛機最高飛行速度。這也意味著人類飛行速度的追求和研究在停滯了近40年後終於取得了突破性進展(上一個飛機最高飛行速度記錄是美國的SR—71「黑鳥」間諜偵察機於1964年創造,速度為音速的3.1倍)。美國科學家稱X-43試飛成功是「萊特兄弟首次飛行以來航空技術的最重大突破」。太空中的飛行器能達到更大的速度。

旅行者號

人類藉助行星實現給太空飛行器加速的是美國宇航局製作的旅行者1號,經過運載火箭從地球發射而產生的速度,以及內太陽系行星的引力彈弓加速,達到逃離地球引力束縛的速度。

旅行者號發射器

在經過土星的引力加速後,其速度完全超過了逃出太陽引力束縛的第三宇宙速度,並以高於第三宇宙速度的速度向太陽系黃道面上方飛去。旅行者1號是人類發射的探測器中飛行距離最遠、飛行速度最快的探測器,目前認為旅行者1號距離太陽約200億公裡,速度約為17.8公裡每秒。

旅行者號

這麼快的速度,自從21977年9月5日發射到現在旅行者號依然沒有飛出太陽系。

科學家愛因斯坦認為人類是無法超越光速的。根據愛因斯坦狹義相對論物體關於能量的公式E=mv,這就是著名質能方程。E表示完全釋放出來的能量,m表示所消耗的質量,v表示物體的速度。人體的能量是一個恆定的,當v達到光速時,人的質量就要增大。當速度越接近光速,質量將會以指數倍的形式增長。質量越大想要加速就必須要提供跟多能量,這一點是人類無法達到的。

阿爾伯·特愛因斯坦

近年來伴隨著新科技理論的發展,量子技術的日漸成熟。量子技術實現瞬移未來量子技術能實現物體瞬間移動嗎,或者說無損複製?2016年8月16日,世界首顆量子衛星「墨子號」 成功發射,預示著我國在實現物體瞬間移動的古老神話中的超能力,正在逐步走進現實。這是足以讓我們中華民族自豪的偉大成就。

墨子號實現兩地之間通信

如果你能擁有一項超能力,你會選擇什麼?相信「瞬間移動」會是不少人兒時的夢想。這種超能力在物理學上並非不可能。如果我們能夠對構成物體的每一個粒子進行測量,然後在目的地用同樣的粒子完全複製其狀態,就可以得到一模一樣的物體。如今,中國科學家在這項技術上取得了重大突破。《自然》雜誌發表封面文章,介紹了中國科技大學潘建偉項目組的「多自由度量子體系的隱形傳態」研究。

看來在不久的將來,人類不能達到光速,但可以依靠量子技術實現物體間瞬移。

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  • 科學家發現宇宙超級結構,達到了5.2億光年,人類能夠走出去嗎?
    過去科學家觀測發現銀河系屬於室女座超星系,這是一個直徑達1.1億光年的星系,包括了4.7萬個星系。那麼這個星系團是銀河系外最大的宇宙結構嗎?經過更先進的觀測,科學家在銀河系外發現了宇宙更加浩瀚的超級結構,範圍達到了5.2億光年。這個新發現的超級宇宙結構是拉尼亞凱亞超星系團,我們所知的室女座超星系團也只是拉尼亞凱亞的一部分而已。
  • 光速還能摧毀恆星?光速究竟有多快,一光年又有多遠?
    愛因斯坦相對論指出當一個物體的速度接近光速時,其能量也在增加。當無限接近光速時,物體的能量也可以達到無窮大。假如一顆子彈以光速撞擊地球,那么子彈也能夠摧毀整個地球。甚至像太陽這樣的恆星也會在光速的衝擊下崩潰成碎片。在《三體》中摧毀恆星的就是這樣的「光粒」打擊。光速究竟有多快?一光年究竟有多遠?光速約為每秒30萬公裡。光年則是9.46萬億公裡。
  • 宇宙中最高的速度真的是光速嗎?還有比光速更快的速度嗎?
    人類一直有一個星際旅行的夢想,可是要想實現星際旅行,最關鍵的因素是速度,人類目前所達到的速度能夠支撐人類進行星際旅行嗎?先來看看人類科技所能達到的最快速度,在地球上人類製造出飛行速度最快的載人飛行器為SR-71黑鳥,它的最大速度達到3.5倍音速,也就是4284公裡每小時;人類在宇宙中最快的速度紀錄是由「帕克號」太陽探測器創造的,它的最高速度達到192公裡每秒,也就是每小時70萬公裡,這是什麼概念?
  • 光年究竟是什麼概念?是誰提出了光年這個難以想像的距離單位?
    光年究竟是什麼概念?是誰提出了光年這個難以想像的距離單位?在生活中,你所用眼睛看到傳播速度最快的是什麼?當然是光,光甚至要比聲音的傳播速度更快,雖然在我們眼中光可以一瞬間到達位置,不過光的速度也是有衡量單位的,也就是我們所說的光速,真空中的光速是自然界物體運動的最大速度,真空中的光速為299,792,458米/秒,這個數據是個什麼概念呢?讓光在真空中圍繞地球轉動,那麼經過計算,它可以在一秒鐘轉7.5圈,那光年又是什麼呢?
  • 一光年相當多少公裡?如果人類步行一光年,需要多久能完成?
    對於人類來說,米和公裡已經足夠用來衡量地球上任何兩個地方之間的距離,畢竟地球的體積有限。但如果想要對宇宙中兩顆星球的距離進行衡量,用米和公裡顯然很不方便,否則兩顆跨星系的行星之間的距離需要一串長長的數字來描述。因此天文學家很早就提出了光年這個概念,將其用于衡量天文距離,方便科學家們的研究。
  • 人類可能永遠都飛不出銀河系,就算達到光速,也無法飛出銀河系
    目前我們人類已知最快的速度是光速,光速也是目前我們已知宇宙中最快的速度,它的速度可以達到每秒三十萬公裡,而我們人類目前最快速度是旅行者一號飛行的速度,每秒17.062公裡。就人類先現在科學技術,想到達到光速,幾乎是不可能的。
  • 宇宙飛船以光速飛行了1000光年,飛船內的人會是什麼感覺?
    宇宙浩瀚無比,有著無數的奧秘等著人類去揭開,而在宇宙中的距離是以光年來計算的,人類真正探索宇宙最大的制約就是速度,沒有速度我們就走不出太陽系,走不出銀河系。以我們現在的速度想要飛出太陽系,恐怕也需要幾萬年的時間才行,更不要說飛出銀河系了。
  • 1光年究竟有多遠?科學家:人類或許永遠無法達到
    年月日,這是我們地球常用的時間單位,所以一般與這幾個字相關的詞語,大部分情況下下都是在形容時間,不過凡事都有例外,比如咱們今天要介紹的這個詞——光年!相信大家都知道,光年中雖然帶著一個年字,但實際上它代表的卻是一個長度單位。
  • 一光年有多遠?人類最快的飛船需要多久才能走完一光年?
    可是等到愛因斯坦的相對論提出之後,很多人沉默了,只要物體的速度快,不要說毀滅一個行星,就是毀滅一顆恆星,毀滅一個星系都可以輕鬆做到。根據愛因斯坦相對論,當物體的速度不斷向光速接近的時候,它的能量也在不斷增大,無限接近光速的時候,物體的能量也能夠達到無窮大,要知道在物理界,能量越大,意味著毀滅性越強。
  • 1光年到底有多遠?可能是我們人類無法想像的距離
    光速是我們人類目前已知的最快速度,任何有質量的物體都不可能達到光速。而在天文學度量詞當中,我們又經常會聽到「光年」這個詞。「光年」和我們人類的「一年」是完全不同的兩個概念,我們平時所說的「年」指的是時間的長短,而「光年」指的卻是長度單位,也就是光在真空環境下一年的傳播距離。
  • 光速是物質速度的極限,黑暗的速度卻可以超過光速
    物質的運動速度之所以不能超過光速,是因為按照狹義相對論物體的質量會隨速度的增大而增大。當物體的速度趨近於光速時,物體的質量會趨於無窮大。把物質加速到這種程度需要消耗無窮大的能量,宇宙中沒有這麼多能量可用來加速這個物體,故物體的運動速度不能達到光速。物質的運動速度不能達到光速並不是指宇宙中不允許出現超光速。
  • 距地球320億光年的星系,速度可達2.3倍光速,它跟相對論相悖嗎?
    我們都明白,宇宙有多麼的浩瀚,而宇宙星系之間的距離是以光年為基本單位的,銀河系的直徑達10萬光年,而距離銀河系最近的星系也有幾萬光年的距離。在動輒以光年為單位的浩瀚宇宙中,光速根本不算什麼,可以說在宇宙面前,光速也只是算是龜速。即使我們的飛船以光速飛行,我們也無法走遍銀河系,無法走出銀河系,更不要說探索整個宇宙了。如果我們沒有能力走遍宇宙,自然也不可能揭開宇宙的無數奧秘。
  • 一光年是個什麼概念
    一光年究竟有多長,以我們普通人步行1.1米每秒的速度,走完一光年需要2億7千年。速度是每小時100千米的汽車,走完一光年大約需要1080萬年。速度是每小時900千米的飛機,走完一光年大約需要120萬年的時間。
  • 光速不可超越,宇宙誕生138億年,為何直徑卻達到930億光年
    宇宙大爆炸也就是誕生才138億年,而根據相對論,物體移動速度無法超過光速,那麼為什麼現在所觀測到的宇宙直徑卻能達到930億光年? 現在普遍認為,我們這個宇宙是從一個奇點爆炸出來的,那麼就會有一個中心點,作為起點,開始向四面八方迅速擴大,就像吹一個氣球。
  • 9.9級曲速引擎可以達到3053倍光速,為什麼科學家仍然不滿意?
    宇宙的距離是以光年為基本單位的,一個小小的太陽系算上奧爾特雲直徑也達到了2光年。而一光年是指光在真空中跑一年的距離,換算成千米的話大約是9460730472580千米。這是一個多麼龐大的數字,如果我們開車以每小時100公裡的速度前進,跑完這段距離,大約需要上千萬年的時間。
  • 一光年到底有多遠?它足以將人類牢牢的封鎖在太陽系內!
    首先,我們要明確,光年是一個距離單位,不是一個時間單位,它代表以光速行走一年的距離。而一光年到底有多呢?以我們的地球文明為例,民航飛機的速度大約為每小時900公裡 ,光一秒能夠運動的路程大約是29.98萬公裡。也就是說民航飛機要達到光一秒鐘的路程,大約需要333個小時,約14天。
  • 光年是光走1年的距離,是距離單位。1光年的距離,光真的需要走1年嗎
    物體只有在還沒有達到光速的時候,其時間流逝才會有變慢的問題,這是狹義相對論的時間膨脹效應。如果物質達到光速,物質就成為光了。而光是沒有時間的,所以物質在光速下不是時間流逝會變慢,而是壓根沒有時間。但問題是靜質量不為0的物質是不可能達到光速的。這由狹義相對論的質量效應公式可以看出:
  • 若出現1秒1光年的飛行器,人類能探索完整個宇宙嗎?真相很殘酷
    所謂的可觀測就是指,人類如今能看到的宇宙,至於人類看不到的宇宙有多大,那就不得而知了,有科學家猜測,無法觀測到的宇宙可能還有260000億光年。按照如今人類的科技水平來看,人類是永遠不可能抵達宇宙邊緣的。那麼,如果說出現了一臺一秒能走一光年的飛行器,那在有生之年內,人類能探索完整個宇宙嗎?真相很殘酷!
  • 人類距離光速還有多遠?反物質推進器和曲速引擎可以實現嗎?
    人類現如今最快速度達到了多少?距離光速還有多遠?人類能達到的最大速度是美國的帕克探測器,該探測器在近日點的速度最高達到192km/s,只有光速的千分之一,不過也是目前所知速度的極限。該探測器只是在太陽引力的加速作用下產生的飛行速度,就算用該速度在宇宙中航行,到達距離我們4.3光年外的比鄰星需要1500年。對現有的航天技術來說,光年仍是一個遙不可及的單位。
  • 一光年是時間單位?不!它代表的距離人類用盡一生都走不完!
    引言:一釐米很短,一米很近,一千米也不遠。但是,若將單位改為「光年」,一光年遠不遠?不少人或許以為「光年」是時間單位,事實上,它是距離單位,遠得我們難以想像,個人無法在有生之年走完。你知道一光年是多遠嗎?