一光年有多少公里,为什么它让天文家感到绝望?
地球赤道周长是4万公里,从地球到月球是38万公里,这些距离对一些老司机来说,也还算能切身体会,但到了整个太阳系范围内,公里就不够用了,取而代之的是天文单位。
一个天文单位是1.5亿公里,也是地球到太阳的距离,离开太阳系后,天文单位就要让位给光年,比如比邻星距离我们4.22光年,银河系的直径是18万光年。
光一秒能飞30万公里,连续让它飞一年后,我们就能得到一光年是9.46万亿公里,这个数字是人类大脑很难想象的,已经完全失真了,所以我们接下来将用一些实际例子,来衬托一光年究竟有多远。
如果一辆车能长时间保持时速200公里,那么它需要540万年,才能跑完一光年,差不多就是从人类祖先刚出现的时候开始,到现在刚结束。
目前飞的最快的探测器,帕克号太阳探测器的速度能达到每秒192公里,这种情况下它需要1500年才能飞完一光年,至于很多人更熟悉的旅行者一号和二号,它们的速度只有每秒17公里,要1.8万年才能飞完一光年。
有意思的是,太阳系最外围的奥尔特云的半径刚好是一光年,所以不论是旅行者一号还是二号,它们其实从未飞出太阳系,只是飞出了太阳的日球层而已,距离真正的星际空间还有数万年的航程。
不要忘了,距离太阳系最近的恒星世界,是4.22光年外的比邻星,距离银河系最近的同等量级的星系,是254万光年外的仙女座星系,而整个可观测宇宙的直径达到了930亿光年,其中至少有2万亿个星系,它们平均距离都有数百万光年。
这时候你再看看一光年,就会发现它只是宇宙中一个非常短的距离,在它之上还有秒差距,一直到百万秒差距,一个秒差距是3.26光年,一个百万秒差距是326万光年,现阶段的我们终其一生,也不可能走完其中最短距离的万分之一。
你可能会觉得,每秒30万公里的光速,在浩瀚的宇宙面前就是蜗牛的速度,就算是光速飞船也不可能有效探索宇宙,但这句话其实只说对了一半,因为光速虽然在宇宙中显的很慢,但光速飞行的时间膨胀效应,会让飞船内的人的时间流逝速度无限接近于0。
这种被爱因斯坦称为时间膨胀的现象,会让驾驶光速飞船的人,在瞬间到达宇宙中任何地方,而他自己却感觉不到时间的流逝,只有地球上,还处于低速运动状态下的我们,才会感觉到漫长的时间。
其实对宇宙中的光子来说,它们也是诞生瞬间就到达了地球,到达了宇宙的任何地方,因为时间对它们来说是静止的,只有地球上的我们,在低速参考系下,会认为太阳光飞了8分20秒才到达地球,仙女座星系的光子飞了254万年才到达地球。
总体来看
人类如果想要在浩瀚的宇宙中遨游,光速是必须跨越的一道门槛,比如曲率驱动,比如虫洞,这些都是目前理论允许的超光速方式,唯一的问题是我们不知道该如何实现它们。
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