什么是光年?

提示:一光年是距离的单位,而不是时间。

A 光年 是天文学家测量空间距离的方法。它 ’由光束在一年中传播的距离定义–六万亿英里的距离可以将其视为英寸,英里,公里和弗隆的更大,最差的表亲。如果您想跟上什么’在天文学中不断发展,’值得花一点时间来了解这个有趣的度量单位的价值。

天文学家以光束为参考来寻找距太空物体的距离。光束图像通过 快门

您是否曾经在旅途中遇到一些朋友,并且在途中打电话告诉他们您’再迟到了吗?如果你’像我一样,你可能会告诉他们“I’m大约十分钟的路程”. You’重新使用您需要多长时间才能到达那里,以代替您的距离。天文学家在计算到恒星或星系的距离时会做同样的事情,但是他们不依赖于他们可以开车或走路多快,而是使用光束作为参考。

为什么这样做?首先,光线很方便。在整个宇宙中,所有光都以完全相同的速度传播:每小时约6.7亿英里。我们不’通常不考虑光在任何地方传播,因为当我们轻按电灯开关时– there it is! We don’不必等待房间点亮。它瞬间发生。除了它’不是瞬间的,只是疯狂的。实际上,让’停顿一秒钟,然后思考光速有多快。

如果您能够以光速行进,则可以在一秒钟内绕地球旋转八圈。
图片来源:NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring

以这种速度旅行,您将在一秒钟内将地球地球环绕八次。

令人印象深刻!当然比乘飞机旅行要快。因此,如果您以光速直线离开地球,’d在相同的时间内走得很远,对吗?实际上,由于空间如此之大,您不会’甚至还没有登上月球。到月球旅行,光速大约需要一个半小时。以光速行进到太阳大约需要八分钟。你还能想象吗?以每秒跨越近200,000英里的速度行驶整整八分钟,这只会使您到达我们太阳系的中心。

光束仅需8分钟即可将9300万英里(1.5亿公里)从太阳传播到地球。图片通过 Brews OHare 在Wikimedia Commons上。

光需要时间才能到达任何地方这一事实有一个有趣的副作用。如果太阳的光要花八分钟到达我们,那么我们’我实际上看到了八分钟前的太阳。我们’重新回顾过去!

虽然听起来有些疯狂,’实际上是与你在一起的东西’已经很熟悉了。如果你’例如,曾经见过烟花,就知道爆炸了,几秒钟后就听到了。如果在烟花表演期间闭上眼睛,’d只有您的耳朵才能知道事情发生的时间。由于声音到达您的身体需要一些时间,因此您’d在事情发生几秒钟后,总会听到。光线也会发生同样的情况:只有当该事件发出的光线真正进入我们的眼睛时,我们才会看到某些东西。什么时候我们’再看一眼房间,时间延迟只有几十亿分之一秒。但是,当我们开始跨足够远的距离看时,灯光会明显延迟,就像声音来自烟花爆炸一样。

这张图片中心的红色星星是Proxima Centauri,我们的太阳’星空中最接近的邻居。这颗恒星发出的光束大约需要4年才能到达地球。图片通过 hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

但是,使用光年的主要原因是因为我们在空间中处理的距离非常大。如果我们坚持英里或公里,我们很快就会遇到笨拙的数字,只是在测量到最近恒星的距离:一个暗红色的矮星,称为 半人马 距离仅24,000,000,000,000英里!可以这么说,使用更长的码杆可以使数字至少易于管理。对于天文学家来说,到半人马座Proxima的距离只有4光年。换句话说,它需要我们隔壁恒星邻居的光四年才能到达地球。

从一端到另一端,我们的太阳和夜晚看到的所有恒星都居住在其中的银河系,横跨100,000光年。放眼来看,人类历史记录的持续时间约为5,000年。因此,到达银河系一端的恒星到达另一端所需的时间比所有记录的历史时间长20倍。

 仙女座星系

天文学家使用光年来测量到仙女座星系的距离。一光年等于6万亿英里。这个星系距离地球超过200万光年。图片来源:Adam Evans通过Wikipedia

超越银河系,它’离我们最近的银河系邻居200万光年 仙女座星系 。目前,我们从那个星系看到的光大约是在现代人类的祖先发现石头工具的同一时间离开那里的。

我们的最后一站将我们带到可见宇宙的边缘。它’在这里,在不断扩展的宇宙中测量距离的技巧也变得显而易见。我们所看到的来自宇宙最深处的光在宇宙中传播的时间比我们星球所存在的时间长了将近三倍:将近140亿年!但是那里’有一点很重要:我们不能说可见宇宙的边缘距离我们有140亿光年。

2004年哈勃拍摄的超深场图像,是我们宇宙中最深的星系图像之一。图片来源:S。Beckwith&HUDF工作组(STScI),HST,ESA,NASA

为什么?因为那时候宇宙变得更大了!一个星系的光花了140亿年才能到达我们的小星球,在此之后的千古里,它移动的更远了。如果我们阻止宇宙膨胀并伸出一个非常长的卷尺,那么当前到那个远程信标的物理距离就超过460亿光年!即使在光年,也无法测量整个宇宙之间的距离。但是用熟悉的东西(例如英里)来衡量,确实令人感到羞耻。从这里到我们视野的边缘跨越了大约276,000,000,000,000,000,000,000,000,000英里的距离。

而且’每天都在变大。

底线:光年有多远?它’光束在一年中传播的距离–六万亿英里的距离

 克里斯托弗·克罗基特(Christopher Crockett)