1樓:愛幻想的作畫者
光年
光年,長度單位,光年一般被用於計算恆星間的距離。光年指的是光在真空中行走一年的距離,它是由時間和速度計算出來的。即約九萬四千六百億公里。
目
錄
1基本簡介
2長度單位
換算
例項
誤用
作用
3理論依據
1基本簡介
名稱:光年
英文名:light-year(簡寫:l.y.)
「年」是時間單位,但「光年」雖有個「年」字卻不是時間單位,而是天文學上一種計量天體距離的單位。[2]宇宙中天體間的距離很遠很遠,如果採用我們日常使用的公尺、千公尺(公里)作計量單位,那計量天體距離的數字動輒十幾位、幾十位,很不方便。於是天文學家就創造了一種計量單位——光年,即光在真空中一年內所走過的距離。
距離=速度×時間,光速約為每秒30萬千公尺(每秒299,792,458公尺),1光年約為94,605億千公尺。
「光年」不是時間單位,說時間過去了多少光年,就好像說時間過去了幾公尺、幾千公尺一樣,是不能成立的。
地球雖大,可是它在太陽系中充其量是滄海一粟。地球與最近的天體——月球之間的平均距離有384400千公尺,差不多是地球直徑的30倍;而地球與最近的行星——金星之間的距離,最近時也有4000萬千公尺;地球到太陽的距離則有1496億公尺;地球與冥王星的距離最近時也有40多億千公尺。這樣的數字太大。
為了方便起見,人們把地球到太陽的平均距離作為1。取名叫「天文單位」。用這個單位來度量太陽系的距離就方便多了。
太陽與地球的距離為1天文單位,與水星為嚄0.4天文單位,與金星為0.7天文單位,與冥王星為40天文單位,等等。
光年太陽系雖大,可是它在銀河系中,在宇宙中卻非常渺小,遠遠達不到滄海一粟的比例。離太陽最近的恆星——半人馬座a星,與我們相距43萬億千公尺。我們觀察到的最遠的星星,是這個數字的30多億倍。
這樣的數字太大,即使用天文單位來表示也很不方便,於是人們又採用乙個新單位——光年(一光年等於64230天文單位)。就是用光走一年的距離為1,來量度恆星之間的距離。大家知道,光1秒鐘走30萬千公尺,1年走的距離差不多是10萬(94600億千公尺)億千公尺。
光年一般是用來量度很大的距離,如太陽跟另一恆星的距離。光年不是時間單位。在天文學,秒差距是另乙個常用的單位,1秒差距=3.
26光年。
宇宙中天體間的距離非常大,如果以最常見的公里或千公尺為單位計算非常麻煩,以光年為單位來計量就容易多了。光在真空中一年所經過的距離稱為乙個光年。光速在真空中為30萬千公尺每秒,也就是3×10^8公尺×(365.
25×24×60×60)秒(儒略年長度等於365.25日,以2023年1月1.5日(記作j2000.
0)為標準曆元)所以,一光年就是9.4607*10^15公尺。
光年一般用在天文學中,用來度量很大的距離,如太陽系跟恆星之間的距離。秒差距是天文學中另乙個常用的單位,1秒差距等於3.26光年。
例如,世界上最快的飛機可以達到每小時11260公里的時速(2023年11月16日,美國航空航天局(nasa)的飛機最高速度紀錄是11260公里/小時)。依照這樣的速度,飛越1光年的距離需要用92023年。而常見的客機時速大約是每小時885公里,這樣飛1光年則需要1222023年。
人造的最快物體是2023年代聯邦德國和美國nasa聯合建造並發射的helio-2衛星,最高速度為每秒70.22公里(即每小時252792公里),這樣的速度飛越1光年的距離約需要2023年的時間。
太陽與最近的恆星半人馬座a星相距43萬億千公尺,人類觀察到的最遠的星星,是這個數字的30多億倍。這種情況下使用光年就容易多了,太陽到半人馬座a星的距離為4.3光年,與最亮的恆星天狼星為8.
7光年,與牛郎星和織女星的距離分別為16.63和26.3光年,與參宿七的距離為850光年,銀河系的跨度達10萬光年。
人類探知的最遙遠的星,距離地球已達150億光年——如果這個星體正好是150億年前宇宙大**時誕生的,那麼,人類看到的就是它剛剛誕生時發出的光。
另外,為了方便起見,科學家把地球到太陽的平均距離定義為「1天文單位」。用這個單位來度量太陽系的距離就方便多了。太陽與地球的距離為1天文單位,與水星為0.
4天文單位,與金星為0.7天文單位,與冥王星為40天文單位,等等。
光年的準確長度:以1年=365天5小時48分45.9747秒,光速=299,792,458公尺/秒來計算,1光年=9,460,730,472,580,800.
8126公尺。(9.46×10^15m)
2長度單位
光年光行走一年的距離叫「一光年」。一光年約為9.46x10^12km。
更正式的定義為:在一儒略年的時間中(即365.25日,而每日相等於86400秒,一年就是31557600秒),在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方,一光子所行走的距離。
因為真空中的光速是每秒299,792,458公尺(準確值),所以一光年等於9,460,730,472,580,800公尺,或5,878,897,915,661.709英里,或5,108,794,455,193.632海浬,或約9.
46 × 10^15m = 9.46拍公尺。)(注:
1千公尺(公里) = 0.6214英里 = 0.540海浬;1儒略年 = 31557600秒。
)
光年一般是用來量度很大的距離,如太陽系跟另一恆星的距離。光年不是時間單位。在天文學,秒差距是另乙個常用的單位,1秒差距=3.26光年。
換算
與天文學中其它常用長度單位的換算:
一秒差距約等於3.26光年;
一光年約等於63,240天文單位。
例項
2023年以前,人們普遍相信光的傳播是不需要時間的。2023年,丹麥科學家o.c.
羅默首先作出了光的傳播需要時間的設想。2023年,羅默開始觀測木星的衛星(木衛一)。他發現木星掩衛的時間(由木衛一躲到木星背對地球的一面開始到它再次出現在地球上可觀測到的區域之間的時間間隔)並不是乙個定值。
當木星離地球較遠時,掩衛過程所用的時間更長。2023年,法國的天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼開始設想這種現象產生的原因可能是光的傳播需要時間。然而,他在不久後就放棄了這個想法。
當時擔任卡西尼的科學助手的羅默則沒有放棄。他堅持假設光的速度是有限的,並計算出以光的速度,要穿越相當於地球公轉軌道直徑的距離需要22分鐘的時間。在資料來看,他的結果等價於說光的速度是214000公里每小時(羅默當年對地球公轉軌道的直徑計算有誤)。
但是直到18世紀上半葉,主流科學界才逐漸接受了光速有限的想法。2023年,英國天文學家詹姆斯·布拉德雷給出了另一種測量光速的方法,得出光的速度大約是301000公里每秒。2023年,德國天文學家弗里德里希·威廉·貝塞爾首先使用「光年」一詞,作為天文學測量上的單位。
他測量出天鵝座61與地球之間的距離是10.3光年。[1]
太陽與最近的恆星半人馬座a星相距43萬億千公尺,人類觀察到的最遠的星星,是這個數字的30多億倍。這種情況下使用光年就容易多了,太陽到半人馬座a星的距離為45.45光年,與最亮的恆星天狼星為87光年,與牛郎星和織女星的距離分別為16.
63和26.3光年,與參宿七的距離為850光年,銀河系的跨度達10萬光年。人類探知的最遙遠的星,距離地球已達150億光年——如果這個星體正好是150億年前宇宙大**時誕生的,那麼,人類看到的就是它剛剛誕生時發出的光。
另外,為了方便起見,科學家把地球到太陽的平均距離定義為「1天文單位」。用這個單位來度量太陽系的距離就方便多了。太陽與地球的距離為1天文單位,與水星為0.
4天文單位,與金星為0.7天文單位,與冥王星為40天文單位,等等。
誤用
如前所述,「光年」是乙個距離單位。但因為帶有「年」字,它常常被誤以為是時間單位,以致於有時會產生誤用。例某些流行歌曲中可能誤用它來比喻時間的長久,如「一轉眼/一瞬間,一光年。
」;又如「穿越過幾個光年。」
作用
光由太陽到達地球約八分鐘(即地球跟太陽的距離為八「光分」)。
已知距離太陽系最近的恆星為半人馬座比鄰星,距離約4.22光年。
我們所處的星系——銀河系的直徑約有十萬光年。假設有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端,它將需要多於十萬年的時間。但這只是對於(相對於銀河系)靜止的觀測者而言,船上的人員感受到的旅程實際只有數分鐘。
這是由於狹義相對論中的移動時鐘的時間膨脹現象。
天文觀測範圍已經擴充套件超過100億光年的廣闊空間(稱為總星系)。
3理論依據
光年行星[3]距離地球約190萬億公里(約合20光年),正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星(代號為"581」)執行。它的質量約是地球的6倍,表面溫度估計在0攝氏度至40攝氏度,與地球表面溫度相當。又訊科學家相信, "581c"的表面溫度大約在0攝氏度到40攝氏度,和地球非常相似,上面很可能存在河流和海洋;如果它是由「大冰球」組成,那麼它的表面可能會是融化的海洋、沒有一片陸地的「水世界」。
由於行星"581c"距它的「太陽」紅矮星非常近,所以它的公轉也很快,一年只有13天。因此,如果人類到這顆行星上居住,每過13天就要過一回生日。美國nasa天體生物學專家克里斯·麥凱說:
「那是一顆具有潛在可居住條件的類地球行星。」
由於這顆行星距地球約20光年,所以人類將來是否能倒那兒探險,或者殖民這顆行星,是個難以想象的問題,因為即使人類將來能夠發明出接近光速飛行的太空船,至少也需要約20光年才能抵達那兒。所以人類將來如果想到「第二地球」的探險,看來只能通過科幻電影中描述的「蟲洞」或「時光隧道」才行。
光年,指光在一年時間中行走的距離,即約九萬四千六百億公里(或五萬八千八百億英里)。更正式的定義為:在一儒略年的時間中(即365.
25日,而每日相等於86400秒),在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方,一光子所行走的距離。因為真空中的光速是每秒299,792,458公尺(準確),所以一光年就等於 9,460,730,472,580,800公尺(準確),或大約相等於9.46 × 1015 m = 9.
46 拍公尺。
光年並不是時間的單位。因此,本人認為報道最後說「即使人類將來能夠發明出接近光速飛行的太空船,至少也需要約20光年才能抵達那兒。」有把光年當作時間單位之嫌,從報道中上下文之間的關係上說也值得商榷。
需要指出的是,光年一般是用來量度很大的距離(一光年也等於63,240天文單位)。如太陽系跟另一恆星的距離(已知距離太陽系最近的恆星為半人馬座比鄰星,它相距4.22光年)。
光由太陽到達地球需時約八分鐘,我們說地球跟太陽的距離為八「光分」。在天文學中,秒差距是乙個很常用的單位,一秒差距相等於3.26光年。
人類所處的星系——銀河系的直徑約有十萬光年。假設有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端,它將需要多於十萬年的時間。但這只是對於(相對於銀河系)靜止的觀測者而言,船上的人員感受到的旅程實際只有數分鐘。
這是由於特殊相對論中的移動時鐘的時間膨脹現象。
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