當前位置: 華文世界 > 科學

1光年是多少公裏?為什麽說1光年是一個令人類想象不到的尺度

2024-07-04科學

在地球上,使用「公裏」作為距離單位已經非常足夠,哪怕是環繞地球赤道一圈的長度也僅約4萬公裏。然而,當我們討論太陽系內的距離時,「公裏」就顯得不太方便。因此,通常會采用「地球與太陽之間的平均距離」作為一個更大的單位,即所謂的「天文單位」,其定義為149597870700米,約等於1.5億公裏。

但在描述宇宙中恒星間的距離時,即便是天文單位也顯得不夠用。因此,我們需要使用一個更大的距離單位——光年。

提到某些恒星距離我們幾百、幾千或上萬光年,看似不遠,但實際上,對人類而言,光年是一個極其龐大的距離。讓我們來看看光年究竟有多遠。光年定義為光在真空中以光速行進一年的距離。這裏使用的是「儒略年」概念,它包含365.25天,總秒數為31557600秒,而光速為每秒299792458米。因此,一光年的距離是9460730472580800米,約為9.46萬億公裏。

試想如果駕駛一輛每小時行駛200公裏的汽車,我們需要約540萬個「儒略年」才能走完這段距離。

而人造物體中,我們的航天器速度更快。截至2018年,速度最快的「帕克太陽探測器」峰值速度達到每秒200公裏,以這個速度行進,大約1499個「儒略年」可以完成一光年的距離。但帕克探測器的這種速度很大部份得益於太陽的重力加速。

在宇宙空間中可能進行長距離航行的航天器包括「先鋒10號」、「先鋒11號」、「旅行者1號」、「旅行者2號」和「新地平線號」,它們都有可能在未來離開太陽系,進入廣闊的宇宙。

在這些航天器中,「新地平線號」的發射速度最快,達到16.26公裏/秒,但當越過冥王星時速度已降至每秒13.78公裏,已低於「旅行者1號」和「旅行者2號」。目前,「旅行者1號」的速度約為每秒17公裏,是這些航天器中最快的,以此速度計算,需要約1.76萬個「儒略年」來完成一光年的距離。

從這一點可以看出,光年的長度對於人類來說是一個巨大的挑戰。考慮到太陽系的半徑約為1光年(以奧爾特雲為邊界),而最近的恒星比鄰星距離我們4.22光年,人類想要在宇宙中旅行,就必須開發更快的航天技術或找到更有效的航行方法。然而,是否能夠實作這一點,以目前科技水平,還需要極長時間的發展。