光年是天文學上的距離單位,而非時間單位(但可以反映時間)。宇宙非常廣闊,利用我們生活中常用的長度單位來計量天體的距離是極為不便的,我們需要尺度更大的長度計量單位。 由于光速在任何慣性系中都是一個常數(shù),與光源的運動狀態(tài)無關。此外,真空中的光速又是宇宙中最快的速度。因此,天文學家就把光在真空中行進一年的距離作為一種長度單位,這就是光年。 真空中的光速為299792458米/秒,天文學上使用365.25天為一年(儒略年),每天24×60×60秒=86400秒。因此,1光年=299792458×365.25×86400米=9460730472580800米,大約為9461萬億米。 可以看到,1光年的距離非常遙遠。如果把地球和太陽的平均距離(約為1.496億千米)用光年表示,那么日地距離大概為0.0000158光年,或8.32光分(類似于光年的定義,光分為光在真空中行進一分鐘的距離)或499光秒(光在真空中行進一秒鐘的距離)。地球和月球的平均距離約為1.28光秒。 空氣中的音速約為340米/秒,如果以這個速度走完1光年的距離,大約需要88萬年的時間。如果以第一宇宙速度(7900米/秒),這個時間大約為3.8萬年??梢姡饽晔且环N相當大的長度單位。 即便如此,宇宙還是很大,用光年來表示宇宙的距離仍然顯得“捉襟見肘”。例如,如果用光年來衡量銀河系的大小,其跨度約為10萬光年。距離我們星系最近的大型星系——仙女星系,位于254萬光年之外,這意味著仙女星系發(fā)出的光在宇宙中傳播了254萬年才到達地球。人類觀測到的最遠星系遠在131億光年之外,而可觀測宇宙的跨度高達930億光年。 除了光年之外,在天文學上還有更大的長度單位——秒差距、千秒差距、百萬秒差距。1秒差距≈3.26光年,1千秒差距≈3260光年,1百萬秒差距≈326萬光年。 |
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