2022-09-26 11:05:47来源:电影资讯责任编辑:80影视122人阅读
在生活中,如果距离较远,我们使用的长度单位通常是公里。但在天文学上,使用公里作为长度单位非常不便,因为宇宙中的天体相隔非常遥远,所以我们需要更大的长度单位来表示天体距离。
在太阳系中,可以用地球和太阳的平均距离作为长度单位——天文单位,1天文单位将近1.5亿公里。但如果要表示太阳系外天体的距离,天文单位也是完全不够用的,我们通常需要用到光年。那么,1光年会有多长呢?如果以人的步行速度,走1光年需要多久呢?
基于现有的理论,光速被认为是宇宙中最快的局域速度,而且光速还相对于任何参照系都保持一致。于是,用光速来定义光年再合适不过。根据定义,光在真空中前进1年的距离为1光年,即1年的时间乘以光速,大约为9.46万亿公里。
一般而言,人的平均步行速度为1.1米/秒,也就是4公里/小时。因此,步行1光年所需的时间为2.4万亿小时,大约2.7亿年。如果改用跑步,跑完1光年所需的时间大约为7000万年。当然,这只是理想上的情况,实际不可能做到。
1光年对于我们而言已经是遥不可及了,即便是飞行速度能够达到61200公里/小时的旅行者1号,飞行1光年的距离需要大约1.76万年的时间。但在宇宙尺度上,1光年近在咫尺,这个距离可能才刚刚出了太阳系。
太阳系之外是辽阔的星际空间,恒星之间的平均距离可达数光年,离太阳最近的恒星在4.2光年之外。而银河系之外是更加广袤的星系际空间,星系之间的距离动辄几十万光年。
那么,宇宙的浩瀚空间会阻止我们进行星际旅行吗?
至少目前来看是这样的。虽然我们已经可以把探测器送出太阳系,其飞行速度远快于步行速度,但这与人类想要的星际飞行相去甚远。不过,基于现有的理论,宇宙的浩瀚空间挡不住我们的星辰大海征途,我们不可能永远被束缚在太阳系中。
根据爱因斯坦的狭义相对论,接近光速飞行的太空飞船会出现尺缩钟慢的现象。另一方面,广义相对论表明,虫洞可以连接宇宙中两个遥远的地方。再结合人体冷冻技术,未来人类很有可能会实现星际穿越。理论都已经有了,接下来就等实践了。
所以光年一般用于测量大的距离,比如我们的太阳系到另一颗恒星的距离。科学家们用准秒,或天文单位(AU)来描述天文学,这是一个常用的单位。一个parsec等于3.26光年。一个AU是地球到太阳的平均距离,大约是149,597,870千米。所以一光年也是63,240个天文单位。一个光年是地球和月球之间距离的2500万倍,是太阳和地球之间距离的6.3万倍。
一个光年可以容纳7.4亿个地球和680万个太阳并排排列。当然,这是一个理想的情况,但实际上是不可能的,因为人不可能不考虑不吃饭、不睡觉和不休息。我们知道,今天最快的超级跑车是一辆非Silbay SSC Tuatara,最高时速为443公里,配备7.0L双涡轮增压V8。但是,驾驶这辆车行驶一光年需要多长时间?是的,200亿小时或8.3亿天或230万年。
走一光年需要2.4万亿小时,或大约2.7亿年。跑步则需要大约7000万年才能跑完一光年。当然,这是一个理想的情况。即使是旅行者1号,它以每小时61200英里的速度行驶,也需要大约17600年才能走完一光年。一个光年将需要一年多的时间。此外,由于空间本身正在膨胀,从我们的角度来看,光在真空中旅行所需时间不到一年。
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首先,先了解什么是光年,是指光在真空环境中一年传播的距离,用它来测算宇宙中星系与星系之间的距离。
那么一光年究竟有多长呢,我们人类以每秒1.1米步行速度,走完一光年大约需要2亿7千年。
时速100KM/小时行驶的汽车,走完一光年大约需要1080万年。
时速900KM/小时飞行的飞机,走完一光年大约需要120万年。
假若把视野拓宽到整个宇宙,与宇宙当中成千上万光年的距离相比,1光年相比之下 ,似乎并不遥远。然而,以我们人类目前现有科技水平,一光年是可望而不可及的距离。
按照现在科学理论认为,宇宙极限速度是光速,任何有质量的物质都无法超越光速,光速达到30万公里/秒,我们可观测宇宙直径,距离达到了920亿光年,光速在宇宙尺度下,又显得十分渺小,那么在未来,人类有没有可能突破1光年的距离呢?很遗憾,对于整个宇宙来说,地球其实是很渺小,或许在宇宙中,地球还不如一粒尘埃大小,光穿越太阳系大约需要8个小时左右的时间,想要穿越太阳系之上,12万光年广阔的银河系,那么就需要10万年之久。目前人类飞得最远的探测器是旅行者1号,截止至2019年10月23日,旅行者1号正处于距离太阳211亿公里位置,而此时,旅行者1号已经在宇宙中孤独地漂流了42年,如果它想要飞出太阳系,以太阳系半径大约在1至2光年之间计算,大约还需要2万年,旅行者1号才能飞出太阳系,所以一光年的距离,它足以将我们牢牢锁在太阳系内。
所以,在未来,即使科学家对于宇宙充满探知欲望,却也很遗憾,一光年的距离,让他们不得不暂时止步于现在探索,但也有可能,在未来某年,人类也可以突破一光年的距离,探索美丽的宇宙。