一光年究竟多远?

宇宙空间浩瀚,为了衡量天体的距离,天文学家常用光在一年中行进的距离(光年)作为一种天文单位。之所以使用光作为参考,是因为光在真空中的传播速度保持恒定,并且根据相对论,光速是宇宙速度的上限。那么,光在一年中能走多远?或者说一光年有多远?

几个世纪以来,测出光速是科学家的一个研究重点。在17世纪之前,人们普遍认为光可以从一个地方瞬间移动到另一个地方,即光速无限大。直到1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默(Ole Romer)在木卫一的视运动观测中首次发现,光的速度其实是有限的。

根据罗默的观测,同为丹麦天文学家的克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)计算出光速约为22万公里/秒。在两个世纪的时间里,光速的测量精度不断提高,其估计范围为29.9万至31.5万公里/秒。

到了1865年,詹姆斯·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出光是电磁波。在他的电磁理论中,光速表示为c。然后在1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,指出无论观察者的惯性参照系或者相对于光源的运动,光速都是恒定的。换言之,光速与任何速度叠加,最终结果还是等于光速。

最终在1983年,综合各种因素考量,科学家把真空中的光速定义为299,792,458米/秒。此后,光速无需再进行测量。1米的长度也由光速确定,即光在真空中行进1/299,792,458秒的距离。因此,测量光速就变成了测量仪器的精度。

光年

光年是专用于计量天体间时空距离的。那么一光年是多远呢?是可以由时间与光速计算出来的。光速大约每秒30万公里,实际为每秒299792458米,用这个数值乘以一年,就可以得出光速来。

1900年,这一年共有31 556 925 9747秒,按这个时间乘以光速,得出的一光年的数值为9 460 528 404 879 358 .8126米。或者878 897 915 661 709英里。或5 108 794 455 193 海里。或为9.46万亿公里。

这些数定说出来太吓人,也太抽象,到底是多远呢?如果我们坐现在最快的飞机穿越这个距离的话,需要多长的时间呢?

现在常见的客机时速是每小时885公里,以这样的速度飞行1光年需要1220300年,如果乘坐老美曾造的航天飞机,那是现在世界上最快的飞机,时速可达到每小时11260公里,以这样的速度飞越1光年,需要95848年。

而目前人造的,飞得最快的物体,是老美于1970年发射的探路者二号控测器,其最高速度为每秒70.22公里,以这个速度穿越1光年,也需要4000年的时间。

那么,要是人类步行一光年呢?不考虑死死亡和休息,一直不停地往前走,需要多长时间呢?

那需要2.25亿年,是什么概念?那就是从恐龙诞生开始走起,一直走到现在才刚刚够一光年。

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