2021-10-23 18:00:14

光年 - 长度单位 免费编辑 修改义项名

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物理单位
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光年, 长度单位,一般被用于衡量天体之间的距离。字面意思指:光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离,为9,460'7304'7258'0800米。因为天文数据太过庞大,需要更大的单位进行大概的描述。

基本信息

  • 中文名称

    光年

  • 外文名称

    light-year

  • 所属学科

    天文

  • 定义

    计量天体距离的单位

  • 数值

    9.460×10¹²km

  • 缩写

    ly

  • 意义

    光在真空中传播一年经过的距离

折叠 编辑本段 定义

在一儒略年(定义值为365.25日)的时间中,在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方,一个光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299,792,458米(准确值),所以一光年等于9460730472580800(准确值),或者,5878625373183.608英里,或5108385784330.886海里,或约9.46×10米或约9.46×10千米

折叠 编辑本段 原理

光年一般是用来量度很大的距离,如太阳跟另一恒星的距离。光年不是时间单位。在天文学,秒差距是另一个常用的距离单位,1秒差距=3.26光年。

宇宙中天体间的距离非常大,如果以最常见的千米为单位计算非常麻烦,以光年为单位来计量就容易多了。光在真空中一年所经过的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒,也就是3×10米每秒(儒略年长度约等于365.25日,以2000年1月1日(记作J2000.0)为标准历元)所以,一光年就是9.4605×10米。

例如,世界上最快的飞机可以达到每小时11260千米的时速(2004年11月16日,美国航空航天局(NASA)的飞机最高速度纪录是11260千米/小时)。依照这样的速度,飞越1光年的距离需要用95848年。而常见的客机时速大约是每小时885千米,这样飞1光年则需要1220330年。目前人造的最快物体是1970年代联邦德国和美国NASA联合建造并发射的Helio-2卫星,最高速度为每秒70.22千米(即每小时252792千米),这样的速度飞越1光年的距离大约需要4000年的时间。

折叠 编辑本段 发展历程

1676年以前,人们普遍相信光的传播是不需要时间的。1676年,丹麦科学家O.C.罗默首先作出了光的传播需要时间的设想。1671年,罗默开始观测木星的卫星(木卫一)。他发现木星掩卫的时间(由木卫一躲到木星背对地球的一面开始到它再次出现在地球上可观测到的区域之间的时间间隔)并不是一个定值。当木星离地球较远时,掩卫过程所用的时间更长。1675年,法国的天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼开始设想这种现象产生的原因可能是光的传播需要时间。然而,他在不久后就放弃了这个想法。

当时担任卡西尼的科学助手的罗默则没有放弃。他坚持假设光的速度是有限的,并计算出以光的速度,要穿越相当于地球公转轨道直径的距离需要22分钟的时间。以今天的数据来看,他的结果等价于说光的速度是214000公里每秒(罗默当年对地球公转轨道的直径计算有误)。

但是直到18世纪上半叶,主流科学界才逐渐接受了光速有限的想法。1728年,英国天文学家詹姆斯·布拉德雷给出了另一种测量光速的方法,得出光的速度大约是301000公里每秒。1838年,德国天文学家弗里德里希·威廉·贝塞尔首先使用"光年"一词,作为天文学测量上的单位。他测量出天鹅座61与地球之间的距离是10.3光年。

太阳与最近的恒星半人马座α星相距43万亿千米,人类观察到的最远的星星,是这个数字的30多亿倍。这种情况下使用光年就容易多了,太阳到半人马座α星的距离为4.545光年,与最亮的恒星天狼星为8.6光年,与牛郎星和织女星的距离分别为16.63和26.3光年,与参宿七的距离为850光年,银河系的跨度达10万光年。目前人类探知的最遥远的星,距离地球已达150亿光年--人类观测到此光已是150亿年前的事情了(宇宙大爆炸的时间是恒定的,不能说因为它距离我们150亿光年就说我们看到了150亿年前的宇宙大爆炸)。

另外,为了方便起见,科学家把地球到太阳的平均距离定义为"1天文单位"。用这个单位来度量太阳系的距离就方便多了。太阳与地球的距离为1天文单位,与水星为0.4天文单位,与金星为0.7天文单位,与冥王星为40天文单位,等等。

折叠 编辑本段 换算

光年的准确长度:以1年=31556925.9747秒,光速=299,792,458米/秒来计算,1光年=9 460 528 404 879.3588126千米。(9.4605×10¹²km)

与天文学中其它常用长度单位的换算:距地球约110亿光年距地球约110亿光年

一秒差距约等于3.26光年;

一光年约等于63240天文单位

折叠 编辑本段 实例

光由太阳到达地球约八分钟(即地球跟太阳的距离为八"光分")。

已知距离太阳系最近的恒星为半人马座比邻星,距离约4.22光年。

距离地球131亿光年距离地球131亿光年我们所处的星系--银河系的直径约有十万光年。假设有一近光速的宇宙船从银河系的一端到另一端,它将需要多于十万年的时间。但这只是对于(相对于银河系)静止的观测者而言,船上的人员感受到的旅程实际只有数分钟。这是由于狭义相对论中的移动时钟的时间膨胀现象。

天文观测范围已经扩展超过100亿光年的广阔空间(称为总星系)。[1]

折叠 编辑本段 误区

因为带有"年"字,它常常被误以为是时间单位,以致于有时会产生误用。例某些流行歌曲中可能误用它来比喻时间的长久,如"一转眼/一瞬间,一光年。"[1]

参考资料

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