一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

在一系列与天文学相关的距离单位中,天文单位和光年是我们最常听到的。天文单位是指地球到太阳的距离,大约是1.5亿公里。一般用来描述太阳系内天体之间的距离。比如地球

在一系列与天文学相关的距离单位中,天文单位和光年是我们最常听到的。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

天文单位是指地球到太阳的距离,大约是1.5亿公里。一般用来描述太阳系内天体之间的距离。

比如地球到火星的最远距离是4亿公里,可以表示为2.6个天文单位,到木星的距离是7.8亿公里,也就是5.2个天文单位。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

光年虽然带有一个年字,但实际上是一个距离单位,表示一个光子在真空中一年所走过的距离,即30万公里乘以31556952秒。最后计算出一光年的距离长度为94607亿公里和9.46万亿公里。

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这样长的距离一般用来描述太阳系外的天体与地球之间的距离。比如,最近的恒星是比邻星,距离我们4.22光年,最近的星系是仙女座,距离我们250万光年。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

有意思的是,根据天文学家的计算,我们太阳系的半径刚好是1光年,所以据说早在1977年发射L 空的旅行者1号探测器已经飞出了太阳系的日球层边界,但要真正飞出太阳引力的有效范围,至少还需要3万年。

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而太阳系,只是宇宙中一个小水洼罢了

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

从2012年哈勃望远镜拍摄的哈勃深场,天文学家发现了超过1万个星系,其中最远的距离地球133亿光年。这些直径从几万光年到几十万光年的巨行星,远远大于太阳系中直径为两光年的准行星。

但它们和可观测宇宙比起来,又算不了什么

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

宇宙学家结合最新的哈勃常数,计算出哈勃体积的半径为465亿光年,直径为930亿光年。大致是以地球为中心,半径465亿光年的球形结构。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

从单个数字的角度来看,光从哈勃体积的一端飞到另一端需要930亿年。然而,事实并非如此。事实是,光子飞行1光年或930亿光年不需要时间,无论它们在它们的世界中有多远,它们都可以在瞬间到达。

造成这种反直觉现象的原因,在于时间膨胀

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

在爱因斯坦1905年发表的狭义相对论中,时间的流逝会随着物体的运动速度而变慢。总之,跑的越快,变老的越慢。如果你驾驶接近光速的宇宙飞船绕地球飞行一年,当你回到地球时,几百年甚至几千年都会在地球上流逝,而你只会老一岁。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

根据时间展开公式,如果一个物体的运动速度达到光速,那么时间对于这个物体来说就是静止的。所以对于宇宙中唯一能真正达到光速的光子,虽然哈勃体积的半径已经达到了465亿光年,但是因为时间对他们来说还是静止的,他们觉得自己可以瞬间到达宇宙中的任何一个地方。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

如果未来人类真的发明了光速飞船,当飞船的速度达到光速的99.999985%时,飞船上的每24小时都将在地球上度过5年。当飞船的速度达到光速的99.99996247%时,飞船上的一天就是地球上的100年。

所以人类在有生之年是可以飞到几十亿甚至几百亿光年之外的,只要飞船的速度足够接近光速。

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

唯一的问题是,由于地球本身的运动速度还处于低光速阶段,光速飞船的飞行员返回地球后,地球一定发生了很大的变化。他们的亲人,朋友,老婆孩子,大概都死了几千年,甚至几万年了,地球上到底有没有人也不好说。

总之

一光年是什么意思(离地球一光年有多远)

虽然宇宙很大,但是依靠接近光速飞行时的时间膨胀效应,人类还是有机会漫游整个宇宙的。对于光子来说,宇宙的大小是没有意义的,它们可以在瞬间到达几亿光年之外。

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