光年是什么单位(什么是光年?)

2020年8月21日 评论 1

光年是什么企业(什么是光年?)
光年是什么单位(什么是光年?)

针对一切尝试掌握宇宙空间的人而言,亿光年是不可或缺的测量单位。让一群科学家沟通交流,你能听见有人说“亿光年”,如同你听见篮球迷提及“足球场地”一样。

殊不知,针对非生物学家而言,亿光年可能是一个出乎意外的定义。它是一个距离单位,但它听起来却像一个时间单位。始料不及的是,科幻片和电视栏目常常搞砸了这一定义。

即便是最开始的“星际迷航”系列产品也搞错了亿光年。在1968年的一集中化,来源于特洛伊乌斯的外星生物小公主艾兰告知格雷戈里舰长,她宁可躲在自身的屋子里“10亿光年”,也不肯出去和他讲话。哎呀!

亿光年多远?

亿光年是一束光在真空泵中一年内散播的间距。特定一个真空泵是很重要的,由于光在越过一切一种化学物质时都是减缓。比如,在水中,它的快速传播要慢25%。宇宙空间的绝大多数是几近极致的真空泵,因而科学家一般能够假设光正以其最大速率健身运动。

光以每秒钟299,792,458米的速率散播。用这一数据乘于一年中的分秒(31,557,600),你也就会获得回答:一光年是9,460,730,473,000千米。

为何科学家要用亿光年来精确测量间距?

了解的企业,如公里和英里,用于叙述宇宙空间的浩瀚无垠,小得吓人。以比邻星半人马座为例子,它是太阳光之外最近的恒星。你能说它在40,113,000,000,000千米以外,或称作4.24光年的距离。

你一直在晚间见到的大部分行星都会离地球上好几百亿光年的范畴内。大家所定居的太阳系正好是一个直径十万亿光年的漂亮星球。仙女座星系间距地球上254万光年,这是一个极大的数据,但依然比“24,030,000,000,000,000,000千米”更非常容易管理方法。

因此 亿光年仅仅间距的一种衡量,而不是時间?

严格意义上来说是的。亿光年是间距的企业,如同公里和米一样。

光年是什么单位(什么是光年?)

但光年的故事也有另一个美丽动人的一面。由于光以比较有限的速率挪动,因此 你所见到的一切都是落伍的:你对全球的观点事实上是事情在其光刚开始向你散播的那一刻的模样的图象。

假如你盯住屋子的另一边看,落后的時间仅有十亿分之一秒,彻底没法发觉的時间。看见月儿,你能发觉它大概是在1.5秒前的模样。看见日落,你能见到8.3分钟前的太阳光。

针对行星而言,这类危害要显著得多。他们离大家几亿光年远,因此 如果你看见他们时,你就是在回首过去。

天狼星,天空中最亮的恒星,间距地球上8.6亿光年,这代表着你所见到的光在8.六年前就离开它。也就是说,大家一直见到8.六年前的天狼星。天津四是天鹅座中的一颗知名的夏天行星,间距地球上约2500亿光年。当亚里士多德还活着的情况下,它闪动的光辉早已在向大家走过来的道上了。

记牢,别的星球乃至更漫长。像哈勃那样强劲的望眼镜能够检测到数十亿年来光源一直在向大家散播的星球。因而,这些虚无缥缈的哈勃图象向大家展现了几十亿年前的星球,在一些状况下,他们来源于地球上出現以前的一个阶段。

简单点来说,亿光年只叙述间距,但光自身出示了一种时间机器,使大家可以观查很早以前的宇宙空间。

大家如何知道光的速度?

这一尤为重要的看法来源于17世纪荷兰科学家奥勒·罗默(Ole R?mer)。在十六世纪六十年代,他已经科学研究木星的卫星之一Io(木卫一),这时候他留意来到一件怪异的事儿:当木星和地球上距离比较远时,木卫一会比科学家预测分析的晚数分钟滑进木星的黑影中。当2个大行星最贴近时,这一恶性事件好像早了数分钟就发生了。

罗默意识到,延迟时间与木卫一不相干。反过来,当地球上和木星在太阳光的另一侧时,光超越附加的间距必须時间,它是一种幻觉。他的测算说明,光每秒钟散播131,000公里(210,824千米),充分考虑他是在望眼镜创造发明六十年后才进行此项工作中的,这是一个很好的估计。

谁想到了亿光年这个词?

法国巴黎天文台认证的科学家和科学研究史学家弗雷德里克·阿雷努(Frédéric Arenou)表明:“自罗默(R?mer)发觉超快速的制约性至今,超快速这一精确测量间距的定义在17世纪末就早已出現了。”

大家对这一念头的了解这般之快,以致于没法明确是哪个人。殊不知,阿雷努强调了一个非常好的侯选人:美国专家学者弗兰西斯·罗伯兹(Francis Roberts),他在1694年思索道:“光从行星到我们的旅行所花销的時间,比大家开展西印度之旅的時间也要多。”

光年是什么单位(什么是光年?)

最初,这种念头必定是模糊不清的,由于专家对行星多远只有一个粗略地的定义。开创性的時刻出現在1838年,那时候法国科学家弗里德里希·贝塞尔(Friedrich Bessel)精确测量了与天鹅座 61 行星的准确间距。在叙述他获得的极大数据时,贝塞尔写到:“光必须10.三年的時间才可以穿越重生这一段距离。”它是最贴近亿光年这一特殊定义问世的特殊時刻的物品。

在几十年的時间里,亿光年在科谱创作中习以为常。可是阿雷努说技术专业科学家一直以来一直回绝应用这一专业术语,并且缘故让人诧异。她们觉得亿光年不足科学研究,因为它不可以立即精确测量。

科学家怎样精确测量光年的距离?

贝塞尔仔细观察天鹅座 61 的视差来测算其间距,视差是由地球上绕太阳光健身运动造成的天空中显著的往返健身运动。

视差依然是科学家精确测量间距最强有力的专用工具之一。欧洲航天局在华斯太空望远镜上花销了6.五亿欧(7.五亿美金),该望眼镜现阶段已经应用视差精确测量大家太阳系中超出十亿颗行星的间距。

在太阳系以外,华斯检验到视差很小,科学家也会仔细观察一些种类的变星或光亮的超新星爆炸来测算间距。殊不知,这种方式依然取决于视差精确测量做为其定位点。

因为她们的工作中深深地根植视差,科学家一般应用第二个距离单位,即Parsec(秒差距)。一个秒差距相当于3.26亿光年。有时候秒差距在科学上更加有意义,但科学研究工作人员常常在这里2个词中间转换。

悲剧的是,秒差距的“秒”听起来像一个时间单位,造成 大量的错乱。在一九七七年的影片《星球大战:新的希望》中,汉·索洛吹捧他“以不上12秒差别的時间完成了凯鲁普之行。”

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