1光年到底遠到什麼程度?走1光年需要多久?

2020-12-12 火星科普

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曾幾何時,地球被認為處於整個宇宙的中心,天上的所有星辰都在圍繞地球旋轉。經過漫長的時間之後,日心說又成為主流,認為太陽在宇宙的中心。

然而,隨著天文望遠鏡的發展,天文學家逐漸意識到,除了幾顆看起來在運動的行星之外,其他相對位置不動的星星都是恆星,就像太陽一樣自身可以發光。從此,人類對於宇宙的認識一下子拓展到太陽系之外,宇宙之大遠遠超出了人們的想像。

由於宇宙實在大得難以想像,如果用日常生活中所用的長度單位來描述宇宙距離,將會顯得非常不方便,例如,織女星距離地球2.37×10^14公裡,即237萬億公裡。

為了更好描述宇宙的距離,天文學家創造出了一個非常大的長度單位——光年。如果用光年來表示,織女星的距離為25光年,這樣的表示方式顯得非常簡潔。

那麼,光年究竟是如何定義的呢?1光年到底遠到什麼程度?行走1光年需要多長時間呢?

雖然光年中有一個「年」,但這並不是時間單位,而是表示距離。具體而言,1光年為真空中的光子在1年的時間裡所前進的距離,也就是光速乘以一年。之所以選擇光速來定義距離,是因為它有著特殊的性質。

根據愛因斯坦的狹義相對論,光速在真空中是恆定不變的物理學常數,不管觀測者相對於光源的運動狀態是怎樣的,他們都會測出完全一致的光速。由於人類對於光速的測量始終有誤差,再考慮到光速的不變性,科學家把光速定義為確定值——299792458米/秒。

光速是確定的,而且又非常快,再將它乘以一年的時間,就可以得到1光年的長度,這是一個非常遠的距離,9.46×10^12公裡,即9.46萬億公裡。

如果要讓步行速度大約只有1米/秒的人類走完1光年,所要耗費的時間將達到3億年。假如地球和織女星有一條路,那麼,地球上的人類走到織女星將要耗費75億年的時間,這要比目前的地球年齡還要更長30億年。

人類有5艘無人太空飛船能夠擺脫太陽引力的束縛,衝出太陽系,飛向星際空間,其中飛得最快最遠的是於1977年離開地球的旅行者1號。目前,旅行者1號的飛行速度為16.9公裡/秒,以這個速度飛到織女星,仍然也要44.3萬年的時間。事實上,以這個速度飛行,就連飛出半徑為1光年的太陽系也要長達1.8萬年的時間。

由此可見,宇宙大到難以想像的程度。如果沒有亞光速級別的星際飛船,人類想要離開太陽系都不可能做到。然而,就算有亞光速飛船,也無法走遍整個銀河系。

太陽與其他數以千億計的恆星構成了龐大的銀河系,恆星盤的直徑估計有18萬光年。即便用光年來表示銀河系的大小,仍然顯得非常不夠用。對於這麼大的銀河系,以光速從一端穿越到另一端,將需要耗費18萬年的時間。

而在銀河系之外,還有無比浩瀚的星系際空間,星系與星系之間相距動輒數十萬光年,難以計數的星系組成了我們的宇宙。天文學家推測,我們所能觀測到的宇宙直徑估計可達930億光年,而無法觀測到的宇宙直徑更是高達23萬億光年以上。

相關焦點

  • 1光年究竟有多遠?步行1光年要多久?
    日常生活中,有許多的長度單位,例如,釐米、米、千米,但這些長度單位太小了,用於表示天體的距離很不方便,需要用到天文學中的長度單位。宇宙裡的各個天體的距離看似「親密」,但實際上它們之間的距離則是非常遙遠,所以天體的距離就要運用到更大的單位來計算,例如,天文單位。
  • 徒步行走1光年的距離,需要多長時間才能走完?
    舉個例子來說,可能現在我們有飛機,有高鐵,數百公裡的距離幾個小時就到了,可是在古代,卻至少需要半個月甚至更久的時間。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。
  • 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?
    很多計量單位遵循國際標準,這在很大程度上方便了國際上的學術研究和交流,其中在計量距離方面,大家最熟悉的應該就是米、公裡等單位。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。
  • 一光年到底是多遠?人走完一光年需要多久?大數據告訴你答案
    那就是光年。人們一看到年這個字,就會聯想到這是一個時間的單位。然而,顧名思義的是,光年指的其實是光在一年的時間裡走過的路程,是一個長度單位。說起長度單位,大家心裏面想到最多的就是米,千米或者英裡等常見的長度單位。而我們平時所用到的時間單位,通常也是日,小時,分鐘等,很少會用到年的概念。而在某個領域,這些單位都顯得極為渺小。
  • 光年是一種長度單位,那麼1光年有多遠?又是怎樣計算出來的?
    首先你需要了解光年是個長度單位而不是什麼所謂的時間單位,1光年也就是光一年內傳播的距離,光的速度在真空中每秒大約30萬千米,1年約等於3000萬秒,由此可以算出1光年約等於9萬億千米。也許用數字講,你根本無法理解這樣的距離。我們來舉個例子,太陽與地球的平均距離約為1.5億千米。這是什麼概念呢?
  • 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。但是我們把視野放寬到整個宇宙,與宇宙中動輒成千上萬光年的距離相比,一光年看上去似乎並不太遙遠。
  • 一光年的距離是多少?光年之外有多遠,美國第1飛行器告訴你!
    光在每年的前進的距離用光年來表示,在這裡對光年進行一下解釋,光年是一個屬於長度的單位,但是是測量大距離的通常指在一些天文學上才會用到。而且光年是一個長度單位。光年說的就是光在經過一年之後的距離。那一光年究竟是多長呢?其實計算一下就可以得出是9.46萬億公裡。在美國有一艘名為太空旅行者1號的飛行器。
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  • 人類目前最快的飛行器,飛到距離地球6光年的超級地球需要多長時間?
    在地面大型射電望遠鏡和環繞地球運行的太空望遠鏡觀測的基礎上,科學家們發現了越來越多有可能具備生命特徵的行星,那麼,如果這些發射升空的探測器,以最快的速度運行,能夠多久可以抵達到「超級地球」呢?目前飛行速度最快的探測器如果從地球表面運行的飛行器來看,目前速度最快的為美國宇航局研製的X-43A飛機,其飛行速度為11200公裡/小時,約合3.1公裡/秒,相當於音速的9.2倍,環繞地球赤道一周需要3.6個小時,在地球上這個速度已經相當快了,但是如果這個速度應用到航天領域,則基本上連龜速都談不上。
  • 旅行者一號,正在飛往6光年外的「超級地球」
    眾所周知,旅行者一號是目前人類飛的最遠的人造飛行器,自1977年9月5日在佛羅裡達發射升空以來,通過行星引力彈弓效應加速,已經飛行了長達220億千米,成為了第一個穿越日球層,進入星際介質的飛行器。目前正以17千米每秒的速度向太陽系外飛去,雖然旅行者一號是如今人類飛的最遠的人造飛行器,但並非是最快的。最快的而是,2018年發射的帕克號太陽探測器,飛行速度超過每秒95千米,最高的時候可達200千米每秒,儘管他只能保持很短的時間。但仍然是人類迄今為止太空飛行器速度的巔峰,那麼如果以如此高的速度,飛到6光年外的超級地球將需要多久呢?
  • 為什麼旅行者1號40年才飛了1/450光年?
    目前,人類共有5個深空探測器正在向太陽系邊緣挺進,飛的最遠的旅行者1號已經距離地球212億公裡。茫茫星海似乎就在人類觸手可及之處,但星際旅行真的如此簡單嗎?人類離星際文明時代還有多遠?下面讓我們解讀一下!
  • 《二十億光年的孤獨》到底有多孤獨?
    圖為詩集《二十億光年的孤獨》作者谷川俊太郎,譯者田原孤獨是整個社會的通病,無論在那個時代,那個年齡階段,每個人都會感到孤獨的存在,所以從古至今,很多人都用自己的方式表達自己的孤獨。在1952年,年僅二十一歲時,他就出版了他的第一本處女詩集《二十億光年的孤獨》。想想我們大多數人在這個年紀多半啥都沒有。(當然,這也說明,有個好爹的重要性,不過這與他的才華也是密不可分的。)而這本詩集的出版讓他迅速地在詩壇站穩腳跟,因此,他也被人們稱為宇宙詩人。
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    太陽系外是什麼?科學家發現,一個半徑1光年的雲團在保護人類!當人類第1次進入宇宙後,我們才看到了宇宙真實的模樣。可以說地球能夠孕育出生命還是非常幸運的,所有的行星無時無刻的都在進行運動,或許某一刻就發生了撞擊,導致行星的墜毀。進入近代社會以後,我們的科學技術有了突飛猛進的發展,我們所面臨的問題也就越來越多,雖然我們生活在太陽系中,但是至今還沒有走出太陽系,那麼在太陽系外面到底存在著什麼樣的光景呢?
  • 一光年有多長?宇宙有多大?想要腦袋疼的進來看看
    科學家在計算宇宙的體積時,用了特殊的單位:光年,以便我們更加具體的認識宇宙。光年他不是一個時間單位,它是一個長度單位。一光年就是光跑一年的距離,大概是9.46萬億公裡。假如有一條一光年的道路,我們無止境地走下去,大概需要走2億多年。也就是我們從恐龍時期不停地走啊走,走啊走,一直走到現在。
  • 一光年等於多少公裡呢?是如何定義的?
    在我們人類的日常生活中,經常用到的距離單位是釐米和米,遠的距離就是用公裡,但是,在望不到邊的宇宙裡再用這些單位就繁瑣了,這時候描述天體與天體之間的距離,就會用到光年。
  • 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。
  • 930億光年意味著什麼,還沒等到飛到那裡,宇宙就開始毀滅了
    930億光年這個數字意味著什麼,它意味著就是光也要飛930億年,才能抵達那個地方,而我們這個宇宙誕生才多久?所以可能還沒等到你飛到那裡,宇宙就開始毀滅了。因為我們的科學研究告訴我們,宇宙目前仍然在膨脹當中,宇宙的範圍仍然在不斷的變大,不過也有另外一種可能性,科學上有一種終極的理論,宇宙既然會膨脹,未來也有可能會收縮,所以當宇宙膨脹到一個極限之後,可能就會迎來大收縮。科學家利用最多的一個方法:紅移。同樣的事情發生在光波上,影響就要小得多。
  • 康奈爾大學科學家:截獲51光年星球無線電波,外星人離地球不遠?
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