請記住:光年既是宇宙大尺度距離單位,也與時間脫不了干係

2020-12-03 時空通訊

有人一直鬧不明白,光年到底是距離單位還是時間單位,在我發的一些科普文張評論區,就老有這樣的質疑之聲。現在我們一起來鬧個明白。

這是一個有些微妙的問題,很有趣,許多人在這個問題上犯迷糊,在閱讀科普文章,尤其是宇宙天文方面的文章時,就會犯迷糊。

比如科普文章中說我們看到的距離我們10光年遠的星球,是10年前的樣子,100億光年遠的天體,是100億年前的樣子,有人就糊塗了,這個光年到底是時間概念還是距離概念呢?

其實光年既是距離單位,又與時間概念脫不了干係,具有雙重的意義。

這是因為光速是在我們宇宙運行速度最快,又最恆定不變的存在。上世紀70年代,科學界運用雷射幹涉法精準的測量了光速,1983年在國際度量衡大會上,修改了米的定義,把米的長度定義為「光在真空中於1/299792458秒內行進的距離」。

這樣光速就成為國際度量衡的最牛逼的標尺。在宇宙大尺度空間,用我們地球上甚至太陽系中所用的米、公裡、天文單位(1天文單位約1.5億公裡)等尺度來確定距離,就顯得太渺小了,數字就太冗長了,難以清晰快捷地表達出太空中天體之間的距離關係,於是就有了光年這個大尺度標杆。

光速每秒鐘準確值為299792458米,約30萬公裡,一光年就是光在一個儒略年(365.25天)行進的距離,準確值為9460730472580.8公裡,約9.46萬億公裡。

有了光年這個標尺,測量天體距離時就簡潔多了。10光年就是94.6萬億公裡,100億光年就是946億億億公裡,但只要用10和100億來表述就行了。

這就是光年在宇宙中大尺度距離單位的意義。那為什麼光年又與時間概念脫離不了關係呢?

這是因為我們人類眼睛看到包括天體在內的所有物質,都是通過光或者光的反射而獲得的,沒有光(包括不可見光),人類眼睛或者探測儀器(射電望遠鏡)就看不到任何東西。

眼睛只是被動的接受光線,光線傳到了我們的視網膜,我們才能夠看見東西。而光傳遞到我們眼中的速度就是光速,當這些光傳到我們眼中時,我們才能夠看到這些物質的存在。

因此人眼看到的東西永遠都是「過去時」,就是不是「現在」的「即時」影像,而是已經過去了的影像。

只不過我們平時看到的物體距離我們太近,所以感覺不到這種時間的延滯現象。

比如我們看1米遠的物體,那個影像永遠都是1/299792458秒前的影像,約三億分之一秒前的樣子。那麼1公裡遠的物體,我們看到的影像永遠是三十萬分之一秒前的樣子,10公裡的物體就是三萬分之一秒前的樣子。

所以我們看到的所有人,都是之前的樣子。由於光速與人眼這種奇異交互特性,就有了許多的科幻想像出現,比如超光速可以回到過去,預知和改變未來等等。但可惜的是根據愛因斯坦相對論,這個世界不會存在超光速的物體。

日常生活觀察極短時間延滯似乎沒有多大意義,因為人眼分辨時間誤差只能達到0.2秒的速度,所以在我們一般日常生活視野中,時間的延滯基本都可以忽略不計。

但對於太空天體就不一樣了,這些天體動輒以光年計,即使在太陽系裡也以光分或時計,我們看到的影像就有較大的時間差了。

比如我們看到的太陽是8分多鐘前的樣子,如果太陽出現變化,天文臺要8分多鐘後才能夠看到;我們晚上看到的木星是約40多分鐘前的樣子等。

距離我們1光年,這個傳遞到我們眼睛中的影像永遠是1年前的樣子,它現在真實的樣子如何,就要1年後才能看到;以此類推,10光年距離我們看到的就是10年前的樣子,1億光年或者100億光年的天體,就是1億年前或者100億年前的樣子,要知道它們現在的真實樣子,就得等與距離光年相同的時間才能傳到我們視網膜。

電波和引力波的速度與光速相同,所以我們發射的無線電波,或者某個天體碰撞爆炸事件發出的引力波,都要與距離相同的光年時間才能夠傳遞到。

這就是光的奇妙特性,所以時空通訊過去常說,光的性質和光速是現代物理學基礎的基礎,如果光或者光速理論是錯誤的,整個物理學甚至科學大廈都要傾倒,科學理論就必須重建。

現在明白了吧?光速(光年)既是一個大尺度距離標杆,又與時間概念緊密相連。

就是這樣,歡迎點評。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,所發文章均屬原創,請尊重作者版權,感謝關注支持與合作。

相關焦點

  • 光年既是大尺度距離單位,也與時間相關,那一光年等於多少公裡?
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文原標題:一光年大概有多少公裡?這又是一個簡單的計算題,只需要通過光速乘以對應的時間就能輕鬆的計算出來,就是所得的數值有點嚇人而已。大家都知道,光年是距離單位(說成長度單位也不為過),它表示光在一年中所行走的路。現已知光速約為300000公裡每秒,而一年則有24*60*60*365=31536000秒,用光每秒行走的距離乘以一年的3153.6萬秒,即300000公裡/秒*31536000秒=9460800000000公裡,讀作9.4608萬億公裡。
  • 1光年多少公裡?表示宇宙距離的單位
    三個單位來衡量宇宙當我們測量浩瀚宇宙中的距離時,如果我們使用通常使用的單位「km」,它將成為一個非凡的數字。因此,我們使用天文學特定單位。這是以下三個。1光年多少公裡?漢字「年」是時間的圖像,但光年是距離的單位。光傳播的速度約為每秒300,000公裡。由於地球的一輪大約是4萬公裡,所以光在一秒鐘內形成七個半圓形的地球。
  • 光年是時間單位還是距離單位或者是智商單位?
    顧名思義光年就是光在真空中走過一年的距離,大概是299792458*(60*60*24*365)=9,454,254,955,488,000m。這是一個9開頭的16位數字,非常大的一個數,很多人認為光年是時間單位的原因就是因為多數情況下用到年都是用來描述時間。
  • 光年不是時間尺度而是天文距離尺度一光年就是9.46萬億公裡
    1光年是一個距離概念,一般用在太陽系以外的大尺度天體距離的表示上面。鑑於光速在真空中不受慣性系和參考系限制而恆定不變的性質,人類把光速作為衡量距離的精準工具。現在精確的測量光速為299792458 m/s,就是每秒鐘約30萬公裡。
  • 光年是什麼單位 時間單位還是長度單位
    小編相信大家一直以為光年是時間單位,曾經某寶的養雞系統回答問題領取飼料裡也問過這樣的問題:光年是什麼單位?時間單位還是空間單位?那麼大家知道到底什麼是光年單位嗎?大家一起來了解一下吧!
  • 時間單位和距離單位
    年與光年,一個是時間單位,一個是距離單位。年的時間單位僅限於地球公轉區域,離開地球公轉區域,太陽系、銀行系,年的時間換算都是不成立的,光年的距離單位可能也只是科學理論上的假設。地球往返的時間思考,天上一日,地上千年,也只是一種假設和神話傳說,真正的情況可能要比想像的更加複雜。人類登上太空和月球,宇宙飛行器著陸火星,中國大山深處的天眼,外太空到底是怎樣一種情形。
  • 天文小科普:光年——天文學的距離測量單位
    天文學中常用的距離單位是光年。光年是光在一年內所行走過的距離,即9,460,730,472,581公裡,約10萬億公裡。這個距離單位不是一夜之間產生的。首先要測量出光的速度,才能確定它在一年所傳播的距離。在1676年之前,大多數科學家認為光會瞬間從一個點移動到另一個點。
  • 未來或將每天1000小時,月球脫不了干係!
    未來或將每天1000小時,月球脫不了干係!地球為什麼會有白天黑夜?肯定是因為地球在不斷的進行自轉,而地球每當自轉一圈就是24小時。地球已經如此運行了幾十億年,但是根據現在的時間數據顯示,地球自轉的時間正在一點一點的變長,也就是地球變轉的速度也越來越慢,這到底是什麼原因導致的呢?按照如此的趨勢發展下去,我們一天的時間要變得多久呢?
  • 宇宙中的「光年」可不是時間單位,別說沒告訴過你?
    說起太空,會常聽到一個詞,就是「光年」。比如某某星球距地球多少光年,這裡的光年可不是時間單位了,它是不折不扣的距離單位。光年一般是指特別大的距離,太陽系中如果說太陽距離地球有多少光年,這是指兩者之間的距離,而不是時間。
  • 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?我們日常用的米和千米來作為計量單位,光的計量單位已經如此之高了,那麼我們來測量宇宙中的天體豈不是是個天文數字,由於非常不方便,光年這個單位就誕生了,年是一個時間單位,不過在光後加一個年字卻不是時間單位,而是光速在真空中傳播一年的距離,也就是9.4605284*10^15米。光年的好用處在哪裡呢?
  • 光年距離單位是這樣計算的
    很多人會將「光年」誤認為是時間單位,因為「年」是時間單位。但「光年」是長度單位,是計量光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時間的距離的單位,一般被用于衡量天體間的時空距離。  由於宇宙中的天體距離十分的遙遠,比如太陽和地球的距離,織女星和地球的距離等等,這些天體之間的距離計算若是使用千米,米等作為日常的計量單位,那麼人類需要計算數字就太多了,不利於人類的科學研究。  在1838年,德國天文學家弗裡德裡希·威廉·貝塞爾首先使用"光年"一詞,作為天文學測量上的單位。
  • 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
    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。簡單來計算一下,光在真空沿直線傳播的速度為30萬公裡每秒,那麼一年的時間,光可以走9.64萬億公裡。這是一個什麼概念?日地距離為1.5億公裡,光從太陽表面傳播到地球上需要的時間是500秒,地球和月球的距離為38萬公裡,那麼光從地球傳播到月球上需要的時間就是1.3秒。因為宇宙中的絕大部分空間都是真空,所以光速就是真空光速。
  • 地理未解之謎:宇宙起源、天文單位光年與秒差距、衛星
    天文單位光年與秒差距天體之間的距離十分遙遠。相較於廣闊的宇宙空間,「米」或「千米」都不適「」用,天文學家必須找一個合適的長度單位。對於太陽系,天文學家用地球與太陽之間的平均距離做單位,叫作「天文單位」。1文單位等於149597870千米,約等於1.5億千米。它適用於度量太陽系內行星之間的距離。
  • 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?
  • 你知道光年是什麼單位嗎 光年是時間還是長度
    導語:因為光年看起來像是和年份有關,所以多數人都是人為該單位是用來表示時間的,但實際上真的是這樣嗎?你知道光年是什麼單位嗎?也有的人說光年不是時間單位,而是長度單位,那麼,到底光年是時間還是長度單位呢?下面我們一起來了解。
  • 徒步行走1光年的距離,需要多長時間才能走完?
    那麼,問題來了,如果我們徒步行走1光年的距離,大約需要多久的時間呢?光年我們都知道,在宇宙中,我們說一顆星球距離地球多少光年,使用的單位是「光年」,簡單來說,就是以光速行走1年的距離。雖然,人類目前的科技已經非常發達了,可是,人類想要乘坐飛行器飛行1光年的距離,至少需要上萬年的時間,這是因為人類目前的飛船速度太慢了,因此,我們也一直沒有辦法飛離太陽系。畢竟,宇宙太大,人類的壽命又太短。
  • 1光年大約為多少公裡?
    光年在天文學中是一個十分常用的長度單位,具體一光年相當於多少公裡,我們可以從定義出發來簡單計算一下。顧名思義,光年就是指光在真空中移動一年的距離,相當於光速乘以一年,速度與時間的乘積就是距離。因此,1光年=299792458×365.25×24×3600米≈9.46×10^15米=9.46萬億千米。可以看到,對於我們所熟知的長度單位而言,光年是一種大尺度的長度單位。日地的平均距離為1.496億千米,1光年相當於從地球到太陽往返31620個來回。類似於光年的定義,我們也可以定義出光秒和光分。
  • 天文學中測量距離的單位,除了「光年」你還知道哪些?
    天文學是如何描述恆星們的距離呢?我們會說從家到學校大約有十分鐘的車程,從教室到食堂大概要跑200米,學校西門出發到家要走兩個路口。那當這些距離,放在望不到邊際的宇宙裡,我們又會怎麼去描述它呢?地球到太陽的距離有多遠?地球到夜空中最亮恆星天狼星的距離有多遠?
  • 一光年到底有多遠?是光速跑了365天的距離,這樣說你就少算了
    光年是個大尺度長度單位,通常只有在天文學上才會用到,顧名思義,光年就是光束跑上一年的距離,而光的速度是每秒接近30萬公裡,具體為299792.458000012
  • 測量宇宙的單位「光年」,是如何計算出來的?需不需要「閏年」?
    測量宇宙的單位「光年」,是如何計算出來的?需不需要「閏年」?我們在描繪宇宙範圍當中的距離時,常常會用到「光年」這個長度單位。所謂「光年」,也就是光在一年能夠傳播的距離。1838年德國科學家貝塞爾在自己的論文中,寫下了「光大約需要10.6年才能傳播這麼遠的距離」這句話,也第一次提出了「光年」的概念。自從貝塞爾提出了「光年」的概念後,科學家們經過不斷地測量真空中的光速,終於測得了真空光速的準確值為299,792,458米/秒。既然「光年」中的「光」速度已經測定,那麼「光年」中的「年」,是不是就是我們常規認識當中的「1年」呢?