天文學上為麼要用光年來計算距離

2020-11-22 冷知識大學問

我們日常生活中一般都用米釐米或尺寸來作為計算長度的單位。如果是計算兩個城市之間的距離,米這單位就顯得太小了。

這時我們就得用一個比較大的單位公裡了,例如北京到上海,火車走的全程是1,469公裡。

天文學上有的地方也用公裡作單位,例如用來說明星球的直徑大小的如月亮的直徑是3,476公裡,用來作距離單位的,如月亮離地球是384,400公裡。

但是拿公裡來作為計算恆星與恆星之間的距離的話,這個單位就顯得太小太小了,使用起來很不方便。

如離我們最近的那顆恆星——比鄰星,就有40,000,000,000,000公裡,看,寫起來多麻煩,讀也不好讀,何況這還是離我們最近的一顆恆星呢!其它的離我們更要遠得多啦!

於是人們就「從客觀存在的事實出發,從分析這些事實中找出方針、政策、辦法來」。

人們發現光的速度最快,一秒鐘可以走30萬公裡(精確數字是299,792.5公裡)如果用「光秒」作單位,就比公裡大30萬倍,但這還是不方便。

那麼用「光分」、「光日」不好嗎(就是以光在一分鐘內、一日內所走過的路程作為計算距離的單位)?可以的,但還嫌太小。所以人們選中了「光年」。光在一年裡可以走94,605億公裡。

光年是天文學上最常用的單位之一。

離開我們最近的恆星是4.24光年;牛郎星離我們是16光年;織女星是27光年。而牛郎星和織女星之間相距16光年。

銀河系以外的星系,如我們肉眼可以看到的仙女座大星雲,離我們150萬光年。目前已發現的離我們最遠的天體是100億光年,那簡直很難用公裡來表示清楚了。

天文學上還有別的計算距離的單位。有的比光年小,如「天文單位」,即以地球和太陽的平均距離作為一個單位,這主要是用于衡量太陽系範圍內的距離的(一個天文單位等於14,960萬公裡)。

有的比光年大,如「秒差距」、「千秒差距」、「百萬秒差距」(一個秒差距等於3.262光年)。

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    ,科學家們必須使用一種可以和浩瀚的宇宙相符的距離單位來研究天文學。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。
  • 太陽與地球的距離用光年表示是多少?
    光年在天文學中是一個尺度非常大的長度單位,只有在恆星際空間的尺度下才比較適用這個單位。太陽和地球的距離在宇宙尺度下其實非常小,一般不用光年來表示它們之間的距離,否則的話有點殺雞用牛刀的感覺。地球不是沿著一個完美的圓形軌道環繞太陽旋轉,所以日地距離不是一個常數。不過,地球的公轉軌道是一個偏心率很低的橢圓形,接近於圓形。日地的平均距離大約為1.496億公裡,如果非要用光年表示,那就要知道光年的定義。光在真空中的傳播速度是一個常數,與參照系的選擇沒有關係,其數值恆定為299792458米/秒。
  • 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。
  • 天文學裡一光年是多長的距離?
    光年是宇宙學裡用來計算距離的常用單位,它是代表光在一年裡所走過的距離。在對夜空恆星和星系的測量中科學家發現,我們的宇宙實在是太大了,夜空中一顆普普通通的恆星,比如夜空最亮的恆星天狼星離我們足有81362282000000km…… 這只是一顆離我們很近的恆星,而在它外面還有更多更遠的恆星和星系……很顯然,在宇宙學裡計算天體距離時,過去的常規距離單位完全不夠用了,科學家需要一個更大的距離單位。
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    如何用手指計算出恆星與地球的距離?天文學家用視差原理來測量恆星的距離,下面的實驗很好地展示這個原理。將手臂伸直,閉上左眼,用一根手指指向一個遠處的物體,比如一棵樹。此時保持手指不動,在睜開左眼的同時閉上右眼,你將會發現你的手指指向相對原來那個遠處物體的方向發生了偏離。左圖:視差測距原理圖。
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    自從天文學誕生以來,如何測量距離就是天文學中的一個難點。即使到了現在,精確的測量天文學距離依然有著很大的挑戰性,儘管天文學中有著不少的方法用來測量距離。這裡,我們簡單的介紹一下,視差法是如何用來測量地球(或者太陽系)到其它緊鄰恆星的距離的?當然,視差法有她的使用限制,距離遙遠的恆星,這種方法是無能為力的。
  • 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
    這由狹義相對論的質量效應公式可以看出: 一光年的距離究竟有多遠呢?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。
  • 光年是怎麼來的?還有比光年更大的單位嗎?科學家:有,而且更準
    科學家:有,而且更準在探索無邊無際的宇宙時,人類能夠感覺到自己的渺小,對於廣闊無邊的宇宙來說,人類甚至連塵埃都算不上,所以人類在地球用來計量距離的單位用在宇宙的探索中就會非常的不方便,要記錄一個天體與地球的距離太陽系內還能用千米來表示,但是太陽系外的就需要使用光年來進行計算,否則就會是非常龐大的數據。那麼,光年一詞是怎麼來的呢?還有更大的距離單位嗎?
  • 科學家發現地球離人馬座A*的距離比此前認為的要近2000光年
    現在科學家們發現地球離人馬座A*的距離比此前認為的要近2000光年。在過去的15年裡,日本的射電天文學項目VERA一直在收集數據。VERA使用一種叫做幹涉測量的技術,從日本各地的望遠鏡中收集數據,並將它們與其他現有項目的數據相結合,以創建本質上最精確的銀河系圖。
  • 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。
  • 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
  • 科學家發現地球離人馬座A*的距離比此前認為的要近2000光年 - 科學...
    現在科學家們發現地球離人馬座A*的距離比此前認為的要近2000光年。 在過去的15年裡,日本的射電天文學項目通過精確地確定銀河系中大約99個特定點的位置和速度,VERA得出結論,位於銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*實際上距離地球25800光年--比科學家此前認為的近2000光年。此外,新模型計算出的地球移動速度比科學家認為的要快。舊的模型計算出地球的速度為每秒220公裡(136英裡),圍繞銀河系中心運行。VERA的新模型認為地球的速度是每秒227公裡(141英裡)。