似乎比较简单哦,光年不是时间单位,是长度单位。我们知道,宇宙非常大,也十分空旷,在描述天体之间距离的时候若用以公里为单位就非常的不方便,相反,以光年为单位来计量就方便多了。
根据爱因斯坦狭义相对论,光速是恒定的,光速在真空中约为30万千米每秒,所以,一光年就是光在一年的时间里所经过的距离,1年就是31556925.9747秒,光速以299792458米/秒来计算,1光年就是9.4605×10的12次方千米,具体是9460730472581千米。
另外,为方便起见,天文学家又把地球到太阳的平均距离定义为1天文单位,那么,地球到水星的距离就是0.4天文单位,到金星约为0.7天文单位,到冥王星约为40天文单位,而1光年约为63240个天文定位。
光年,顾名思义就是以光速传播一年的距离,也就是一个长度单位,这个距离大约是9460730472580800米,可以看出这是一个天文数字,当然光年也是一个天文学中的单位,一般用于表示非常遥远的天体的距离。
天文学中还有一些我们经常可以见到(听到)的名词,例如:
天文单位:指太阳和地球之间的平均距离,这个名词出现于1903年,被定义为149,597,870,700米,约1.5亿公里(1.5×10^8km或1.5×10^11m)。
绝对星等:恒星的真正亮度。定义为恒星在距离我们 10 秒差距 (32.6光年) 时的视星等。
绝对零度:理论上的最低温度,等于0开尔文(-459.67° F or -273.15° C)。
……
这些内容都有标准的解释,网络上一搜就可以得到答案。
什么是光年?
先纠正一下,光年是一个距离单位而非时间单位!顾名思义是光在一年之中走过的距离即一光年,一光年大概是多少距离呢?这是可以计算出来的:
光速:C=299792458米/秒
一个地球年:365.24219天 请注意哦,要用地球年计算哦!
那么1光年:9460730472581 千米
可能大家对这个距离没什么概念,我们用现在仍然难以企及的速度30KM/S计算下,跨越这个光年大约需要多少时间,做个简单计算:
30KM/S约为光速的1%%,即光速的万分之一,那么用30KM/S的速度跨越1光年的距离大约需要1万年!
新视野号跨越冥王星时的速度只有13.78KM/S
那么您认为光子跨越1光年需要多久呢?1光年?其实完全不是您所想的,它跨越1光年完全不需要时间:
T为光子经过的时间,t为观测者的时间,那么当v到达光速时,T毫无意外的将计算得到为0,即光子到达1光年外的位置需要的时间为0!
虽然光年是天文学上的一个常用长度单位,但由于它的定义,从某方面来看,光年又能反映时间。下面,我们来了解一下为什么天文学家要用光年来作为长度单位?光年究竟是什么?为什么光年能够反映时间?
在日常生活中,我们通常使用毫米、厘米、分米、米以及千米来作为长度单位。选择哪个长度单位与所要测量的尺度有关,例如,指甲的宽度一般用毫米或者厘米表示,人的身高一般用厘米或者米表示,两座城市之间的距离一般用千米表示。不同尺度选择不同长度单位,这样便于描述。而天文尺度远超过于我们日常生活中所接触到的,例如,地月平均距离38万千米,日地平均距离1.5亿千米,比邻星(距离太阳系最近的恒星)到地球的距离40万亿千米,银河系中心到地球的距离25亿亿千米。因此,在天文学上使用普通的长度单位显得不方便,我们需要更大的长度单位。
在宇宙中,真空中的光速是人类已知最快的速度,其大小为299792458米/秒。把速度乘以时间就是距离,于是,天文学家把光在真空中行进一年的距离定义为光年。根据定义,1光年=299792458×365.25×24×3600米≈9461万亿米(注:天文学上使用儒略年作为一种时间单位,1儒略年=365.25天)。
于是,比邻星距离我们4.2光年,银心距离我们2.6万光年。此外,银河系直径10万光年,仙女星系距离我们250万光年,宇宙跨度930亿光年。可以看到,即便用光年来表示宇宙,依然还是显得很小。
另一方面,光年也能反映时间。例如,比邻星距离我们4.2光年,这意味着这颗恒星发出的光在宇宙中行进了4.2年后才到达地球,我们看到的是4.2年前的比邻星,现在的比邻星发出的光需要4.2年后才能被我们看到。
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