一光年是天文學家如何測量空間距離。它的定義是一束光在一年內傳播的距離 - 六萬億英裡的距離。可以把它想像成英寸,英裡,公裡或者更大。如果你想跟上天文學的發展,那麼花一點時間來理解這個有趣的測量單位的交易是值得的。
你有沒有去見過一些朋友,在途中,打電話告訴他們你遲到了?如果你像我一樣,你可能會告訴他們「我差不多十分鐘」。你用了多長時間才能到達那裡取代了你離這段距離有多遠。在確定與恆星或星系的距離時,天文學家也做同樣的事情,但他們不是依靠他們駕駛或行走的速度,而是使用一束光作為參考。
為什麼要用光來測宇宙的距離?
首先,光很方便。在整個宇宙中,所有光以完全相同的速度傳播:每小時約6.7億英裡。我們通常不會想到光在任何地方穿梭,因為當我們輕輕一按燈開關時 - 就在那裡!我們不必等待房間點亮。它瞬間發生。除了它不是瞬間的,只是瘋狂的快。事實上,讓我們暫停一下,然後再思考光速如何快得多。
光速在一秒內繞地球的地球幾乎八次
不可思議吧!因此,如果你以光速直線離開地球,你會在相同的時間內走得很遠,對吧?實際上,由於空間如此巨大,你甚至無法登上月球。以光速前往月球大約需要5秒。以光速前往太陽大約需要8分鐘。你能想像嗎?以每秒超過200,000英裡的速度行駛8分鐘,只能讓您到達我們太陽系的中心。
光束只需要8分鐘就可以從太陽到地球的9300萬英裡(1.5億公裡)。光需要時間才能到達任何地方這一事實具有有趣的副作用。如果來自太陽的光線需要八分鐘才能到達我們,那麼我們實際上看到的是八分鐘前的太陽。我們正在看到的是過去!
這顆恆星的光束需要4年才能到達地球
雖然這聽起來有點瘋狂,但它實際上是你已經熟悉的東西。例如,如果你曾經見過煙火,你知道你看到了爆炸,然後幾秒鐘之後就會聽到它。如果你在煙花表演期間閉上眼睛,你只會知道什麼時候發生的事情。由於聲音需要一段時間才能傳達給你,所以在發生聲音後幾秒鐘你就會聽到聲音。光也是如此:一旦事件發出的光真實地傳到我們眼前,我們才會看到一些東西。當我們看房間時,時間延遲只有幾十億分之一秒。但是,當我們開始尋找足夠大的距離時,光線就像聲音來自爆炸的煙花一樣顯著延遲。
這張照片中央的紅星是星際星雲,我們太陽在星星中最近的鄰居。來自這顆恆星的光束大約需要4年才能到達地球。然而,使用光年的主要原因是因為我們在太空中處理的距離是巨大的。如果我們堅持幾英裡或幾公裡,我們很快就會遇到笨拙的數字,只是測量距離最近的恆星的距離:一顆名為Proxima Centauri的昏暗的紅矮星,距離僅有24,000,000,000,000英裡!可以說,使用更長的碼棒有助於保持數字至少可管理。對於天文學家來說,到半人馬座的距離只有四光年。換句話說,它將我們隔壁鄰居四年的光線帶到地球。
我們的太陽和我們在夜間看到的所有恆星居住的銀河系從一端到另一端跨越10萬光年。從正確的角度來看,記錄人類歷史的持續時間大約是5000年。因此,來自我們銀河系一端的恆星的光比所有記錄的歷史要長20倍,才能到達另一端。
天文學家使用光年來測量與仙女座星系的距離。一個光年等於大約6萬億英裡。這個星系離地球超過200萬光年。
距離銀河系超越200萬光年,距離我們最接近的星系鄰居仙女座星系。我們目前從那個星系中看到的光離開那裡,大約在現代人類的祖先第一次發現石器時。
我們的最後一站將我們帶到了可見宇宙的邊緣。這也是在不斷擴大的宇宙中測量距離的棘手問題變得明顯的地方。我們從宇宙最遠的深處看到的光已經穿越宇宙,比我們的星球存在的時間長近三倍:近140億年!但有一個問題:我們不能說可見宇宙的邊緣距離我們140億光年。
2004年的哈勃超深場圖像,是我們宇宙中最深的星系圖像之一。
為什麼?因為宇宙在那個時代變大了!一個光明需要140億年才能到達我們這個小星球的星系,在這個星球中,它們已經移動得更遠了。如果我們阻止宇宙擴展並伸展出一個非常長的捲尺,那麼距離那個遠程信標的當前物理距離就超過了460億光年!即使在光年中,測量整個宇宙的距離也變得笨拙。但是用熟悉的東西來衡量,比如裡程,真是令人羞愧。從這裡到我們視野的邊緣跨越大約276,000,000,000,000,000,000,000,000英裡的距離。
它每天都在變大。
一句話:光年有多遠?這是一束光在一年內傳播的距離 - 六萬億英裡的距離。