天文科普:光年:你們真的誤會我了!
發(fā)布時間:2022-10-14
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光年到底是啥?

因為有“年”在里面,光年這個距離單位很容易被認(rèn)為是時間單位。有網(wǎng)友甚至認(rèn)為,光年是光走一年需要的時間。仔細想想,說光年是光走一年需要的時間好比是在說:我叫張三,張三的張,張三的三,沒有傳遞出任何有用的信息。

實際上,光年是長度單位。表示的是光在真空中一年所走的距離,大概是9.46萬億千米。或許你對這個數(shù)字沒有太大的感覺,但看完下面的描述,你應(yīng)該會對它有更深刻的理解。

如果汽車的速度為120千米/時,我們大約需要900萬年的時間才能行駛完1光年的距離。如果坐飛機的話,假設(shè)飛機的速度是1000千米/時,我們也需要100多萬年的時間去走完這段路程!

為啥要用光年做長度單位?

光在真空中的速度是不變的,因此,光在真空中走一年的距離也是固定的,所以說光年并非一個約數(shù),而是一個被定義的確切的值。作為一個長度單位,這一點很重要。

光年存在的時間是相當(dāng)久的。1838年,德國天文學(xué)家弗里德里希·威廉·貝塞爾(物理上和工程上常用的貝塞爾函數(shù)就是以他的名字命名的)首先將“光年”一詞用于天文學(xué)測量方面,后來其他天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)這個單位用來衡量天體間的距離很方便,也就逐漸普及開了。

和光年類似的單位還有光分、光秒,相應(yīng)的,代表光在1分鐘或者1秒鐘所走的距離。因此和光年一樣,它們都是長度單位。

光年、光分和光秒,都是距離單位

(圖片來源:MathsIsFun)

如上圖所示,從月球到地球的距離是1.28光秒,大概是38.4萬千米。從太陽到地球的距離是8.2光分,大概有1.48億千米。我們所在的銀河系的直徑大約是10萬光年,10萬光年是什么概念呢?目前速度最快的人造物的紀(jì)錄是200千米/秒,這個紀(jì)錄是由NASA制造的帕克太陽探測器實現(xiàn)的。按照這個速度,最快的人造物體需要大約1.5億年的時間去橫跨銀河系。這可比人類不足一萬年的文明史長多了。

銀河系的直徑大約是10萬光年,圖中Sun代表了太陽所在的位置。

(圖片來源:Caltech)

光年為何總被“誤會”

光在真空中一秒鐘傳播的距離約為30萬千米,相當(dāng)于繞地球赤道4圈半的距離,因此我們平時在談?wù)摼嚯x時,幾乎用不到光年這個單位。有些文學(xué)作品為了夸張,在形容距離很遠的時候可能會用到光年這個詞。

正因這個長度單位非常大,它通常只用于天文學(xué)。這就好比我們經(jīng)常用馬赫來衡量戰(zhàn)斗機的速度,但是我們不會用馬赫來形容機動車的速度,因為普通機動車的速度大約只有100千米/時,只有0.1馬赫左右。再比如,質(zhì)量單位——噸,我們通常不會用“噸”去形容一個人的體重,我們會說一個成年男性的體重約75kg,但是沒人會說成年男性的體重是0.075噸。相信沒人會拿高射炮打蚊子吧!

下次有人再問你光年有多久的時候,你就可以堅定地告訴他:光年可不能計時!它是光在真空中一年所走的距離,大概有9.46萬億千米呢!

結(jié)語

總之,為了不混淆這個單位,最關(guān)鍵的還是要理解這個單位的定義和用途,這樣才能正確地運用這個單位。相信在未來,當(dāng)人類真的可以實現(xiàn)星際航行的時候,光年作為距離單位在日常生活中會更加普及,那個時候它就不會那么容易被混淆了。



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