一光年有多遠?為什麼科學家要用光年來衡量宇宙天體之間的距離

2020-12-09 兔斯基聊科學

我們在日常的生活當中會經常用到一些表示距離的單位。例如我家到超市的距離大約是200米;某地到某地距離大約是100公裡。米和公裡是我們日常生活中最常見的距離單位。

一般情況下,這兩個距離單位也足夠我們使用了。我們人類生活在地球上。地球是一顆非常大的行星。在地球上最大的距離莫過於地球的赤道周長40075公裡。我們用公裡表示地球赤道的周長距離數字也不是很大。然而當我們放眼浩瀚的宇宙,就會發現如果再使用公裡來衡量宇宙中天體之間的距離就有些力不從心了。

地球上最大的距離就是赤道的周長

距離地球最近的天體就是地球的衛星月球。月球到地球的平均距離大約是384000公裡。這個距離足足是地球赤道周長的9.5倍。這個距離已經是非常的大了。這個距離用公裡表示還可以接受。太陽到地球的距離大約是1.5億公裡。我們離開的地球越遠,就會越覺得公裡表示距離越吃力了。位於太陽系柯伊伯帶的冥王星它到太陽的距離最遠的時候達到了74億公裡。這些數字已經是我們所謂的天文數字了。

太陽和地球之間的距離大約1.5億公裡

但是如果我們觀察太陽系以外的宇宙,再用公裡表示宇宙天體之間的距離的話就讓人很難理解了。例如距離太陽最近的恆星是比鄰星,它到太陽的距離大約是40萬億公裡。40萬億公裡是個多大的數字呢?我們可以拿起筆在紙上寫一下,看看這個數字有多麼的震撼!這個數字是這樣的:40000000000000公裡,在4的後面有13個零。

這樣再用公裡來作為宇宙天體之間的距離單位就不合適了。於是科學家有定義了一個新的距離單位,專門用來衡量宇宙中天體之間的距離。這就是光年。大家知道宇宙中最快的速度是光速。光的在宇宙中傳播速度大約是30萬公裡/秒。因此如果光在一定時間內傳播的距離來衡量天體之間的距離的話,就會表示距離的數字就會大大減小。於是科學家就把光在一年內傳播的距離定義為一光年。用光年來衡量宇宙中天體之間的距離。

光速是宇宙中最快速度

一光年有多遠呢?我們可以簡單地計算一下,30萬公裡/秒×60秒×60分鐘×24小時×365天≈94607億公裡。這就是一光年的距離。一光年的距離有多遠呢?目前人類製造的最快的宇宙飛船朱諾號木星探測器的速度,達到了264000公裡/小時。朱諾號探測器的速度一小時就能繞地球6.6圈。即使速度這麼快的朱諾號要飛完一光年的距離大約需要4000年的時間。這麼來看一光年的距離是非常遙遠的。

前面我們提到的比鄰星到太陽的距離大約是40萬億公裡,如果用光年表示那就是4.22光年。這是不是看上去清爽了很多呢?

宇宙中天體距離都是非常遙遠的

當我們使用光年作為宇宙中天體之間的距離單位之後,我們會發現這樣太方便了。例如,天狼星到地球的距離是8.6光年。北極星到地球的距離是434光年,銀河系的直徑大約是10萬光年。而仙女座星繫到地球的距離大約是254萬光年。

我們發現即使我們使用光年作為衡量宇宙的「量天尺」,可是得出來的數字仍然是個天文數字。宇宙實在是太大了。目前我們能夠看到的宇宙半徑達到了460億光年。就目前來講,這個數字可能就是宇宙中最大的距離數字了吧。

浩瀚的宇宙空間

這個數字如果用公裡來表示會有多大呢?它會是多少位數呢?感興趣的朋友們可以在紙上畫一畫哦!

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    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。所謂的光年,顧名思義就是光用一年時間傳播的距離,我們會發現很多天文消息中用到的單位要麼是光年,要麼是天文單位。
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  • 天文學上為麼要用光年來計算距離
    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。
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  • 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。
  • 一光年的距離有多遠?要是用人力走,要多久才能走完?
    世界上現有的距離單位有米,百米,公裡,百公裡,萬公裡等。這些距離的單位用於在地球上的計算是非常適用的。但是在宇宙之中就不行了。因為宇宙非常大,如果要用米或者是億米來說行星之間的距離的話,那這書寫將會很長很長。對於在形容在書面表達上非常不方便。
  • 你知道一光年有多遠?人類現在的飛行速度到達宇宙邊緣需要多久呢
    「光年」這個詞想必大家都聽說過,你知道光年是長度單位還是時間單位呢?其實光年是衡量宇宙中間體與天體之間的長度單位。一光年也就是光在真空中傳播一年的距離,那麼一光年到底有多長呢?我們知道宇宙浩瀚無垠,有著無數的恆星,這些恆星之間的距離非常遙遠,而我們地球上所用的距離單位無法衡量。因此就衍生出了「光年」來衡量這些天體的距離。目前光速是已知物質運動的極限速度,每秒以大約30萬千米的速度傳播。當光在宇宙中傳播一年後也就是一光年的距離。通過計算一光年大約為9.46萬千米,而這個概念我們已經無法想像。
  • 一光年是多遠!就是光走一年的距離,那麼請問多久是一年?
    這看上去是似乎並不是一個複雜的問題,因為很多朋友甚至可以脫口而出一光年大概是94607億千米,但其實真正要確定一光年的距離並不容易,我們現在能直接計算是因為各種度量衡都已經確定了,曾經它面臨如下問題。為什麼要定義那麼麻煩,因為即使在未來測量精度再高,也不會改變光速,國際計量局是不是很懂得厚黑學?1千米就是1米的1000倍,似乎大家都知道了哈。二、多久才算一年?多久一年?不就是365天麼,日子過糊塗了吧,一年都搞不清楚了?但問題時為什麼有時一年是366天?