【科學科普】1光年有多長?如果用光年來表示,地球到月球有多遠

天空之城 2021/02/22 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城

 

光年,是天文學上非常常見的一個長度單位,而且在宇宙的尺度上,我們經常會在「光年」這個單位後面加上「萬」或者「億」的尾碼。

就如我們知道的那樣,可觀測宇宙的直徑約為930億光年,我們所在的太陽系距離銀河系的中心約為2.61萬光年,而夜空中最亮的天狼星距離地球8.6光年,與地球最近的系外恒星比鄰星與我們相距4.22光年,我們所在的太陽系的直徑則為1光年。太陽系的直徑僅有1光年嗎?是的,但用「僅有」這個詞來描述並不合適。

「光年」這兩個字,我們脫口而出,且經常伴隨著龐大的尾碼,這使得我們忘記了這個詞所代表的距離是多麼的遙遠,所描述的數字是多麼的龐大。光年,顧名思義,就是光行進一年所經過的距離,它是一個地地道道的長度單位。

光在真空中的傳播速度為每秒299792458米,相對於任何參考系而言都恒定不變。

光一秒鐘就可以行進299792458米,而一分鐘有60秒,一小時有60分鐘,而一天有24小時,一年又是365.25天。這裡所說的365.25天是一個儒略年,而儒略年是天文學上用於測量時間的測量單位。將以上的這些數字進行相乘,我們就可以得出光飛行一年所經過的距離了,為了便於表示,我們將其四捨五入,約為9460萬億米。

我們能夠感覺到這是一個很大的數字,但這又是「萬」又是「億」的,很難讓我們只管感受到這是一個多長的距離,那麼我們就將這個數字帶入到現實的例子之中去親身體會一下1光年的威力,看看穿越太陽系到底要用多久。

太陽系的直徑僅為1光年,這聽起來感覺很小,但這1光年其實是9460萬億米,如果我們開車穿越太陽系需要多久呢?

高速公路上汽車的最高行駛速度不得超過每小時120公里,按這個速度來計算,大約需要790萬年才能夠跑完1光年的路程。要知道,在790萬年以前,人類的祖先還與猿類沒有任何的不同。那麼開車不行,開飛機行不行呢?目前的民航客機飛行速度大概為每小時800公里-1000公里之間,我們就去最高值1000公里吧,經過計算可知,民航客機飛行1光年所用的時間大約為95萬年,還好,在95萬年以前,人類的祖先已經與猿類分道揚鑣走上獨立進化之路了。

地球上的交通工具不行,那麼使用航天器需要多久才能夠跑完1光年呢?

眾所周知,人類於1977年先後發射了兩個以太陽系外為目標的航太探測器,分別為旅行者1號和旅行者2號。

在近乎於真空的宇宙環境下運行的航天器,速度是非常快的,以旅行者2號現在的速度來看,它要穿越1光年的距離,大約需要2-4萬年的時間。

旅行者2號需要數萬年的時間才能離開太陽系嗎?為什麼有人說旅行者已經離開了太陽系呢?這是因為關於太陽系的邊界,一直以來都存在著很多種不同的定義方法,其中一種定義方法就是根據太陽風的作用范圍來劃定太陽系的邊界,如果按照這種定義方法來看,那麼可以說旅行者2號正在或已經離開了太陽系,但如果按照1光年的直徑來定義太陽系的范圍,那麼它想離開太陽系還早得很,還有數萬年的路程在等著它。

現在我們已經親身感受到了1光年到底有多遠,那麼如果用光年來衡量地球和月球之間的距離,那麼是多少呢?

月球是地球唯一的一顆天然衛星,也是宇宙中距離地球最近的天體,它與地球的平均距離僅為38萬公里。對於人類現有的航太技術而言,38萬公里也是一段不短的路程,但如果用光年來進行表示,就會顯得很小,因為地月之間的距離僅為0.0000000406光年,經月球反射的光僅需要約1.28秒就可以到達地球之上。

所以「光年」雖然是一種天文學上常用的長度單位,但我們很少用它來表示太陽系內天體的距離,因為這會顯得大材小用。一般而言,在描述太陽系內天體的距離時,我們主要使用的單位是AU,一AU就被稱為「一個天文單位」,也就是地球與太陽的平均距離。

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