光年|1光年究竟有多远?以人类步行的速度,走完1光年需要多少时间?
在我们地球上 , “公里”这种长度单位已经足够我们描述距离了 , 就算是围绕着地球的赤道转一圈 , 其长度也只有大约40075公里 。 但如果我们把范围扩大到太阳系 , 用“公里”来描述天体间的距离就非常麻烦了 , 仅仅是地球与太阳的平均距离就高达149597870公里 , 更不用提那些距离太阳更远的天体了 。
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所以在太阳系的范围内 , 我们通常会使用到“天文单位”这种长度单位 , 根据定义 , 1天文单位的长度与地球与太阳的平均距离相等 , 这样一来就方便多了 , 即使是非常遥远的冥王星 , 其与太阳的平均距离也就是大约40个天文单位 。
然而假如我们把范围扩大到银河系的范围 , 那使用“天文单位”来描述距离同样也很麻烦 , 就拿距离我们最近的恒星——比邻星来讲 , 它与我们的距离也有大约266877个天文单位 , 在这种情况下 , 我们就需要使用更合适的长度单位——“光年” 。
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1光年究竟有多远?
1光年就是以光在真空中的速度(即299792458米/秒)前进1年的距离 , 需要注意的是 , 这里的“年”指的是“儒略年” , 这是天文学家们为了方便测量时长而使用的单位 , 根据定义 , 1个“儒略年”的时间为31557600秒 , 换算下来就是365.25天 。
据此我们就可以计算出 , 1光年等于9460730472580800米 , 约等于63241个天文单位 , 而比邻星与我们的距离就大约为4.22光年 。 为了方便大家直观地了解到1光年究竟有多远 , 我们不妨来看一下 , 以人类步行的速度 , 走完1光年需要多少时间 。
人类步行1光年需要多少时间?
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一般情况下 , 人类步行的速度约为每小时4至5公里 , 为方便计算 , 这里我们取值5公里/小时 , 经过简单地计算后我们就可以得出 , 人类步行1光年需要1892146094516.16小时 , 如果按“儒略年”来换算的话 , 就是215850569.76年 , 当然了 , 这只是人类不眠不休的理想情况下所需要的时间 。
值得一提的是 , 太阳一直在带领着太阳系的一帮“小弟” , 以大约每秒钟217公里的速度围绕着银河系中心公转 , 根据科学家的计算 , 太阳每公转一圈所花的时间约为2.2亿年 , 也就是说 , 在理想的情况下 , 以人类步行的速度走完1光年 , 太阳系都差不多围着银河系中心转了一圈了 。
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人类最快的探测器飞完1光年需要多久?
如果只是看飞行速度 , 那么“帕克”太阳探测器可以稳居第一名 , 因为它的最高速度可以达到200公里/秒 , 这可比我们人类步行的速度快多了 , 以这样的速度 , 大概需要1498.96年(儒略年 , 下同)就可以飞完1光年 。
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需要指出的是 , “帕克”探测器之所以能这么快 , 其实是因为它是向着太阳飞行 , 而在这个过程中 , 太阳的引力一直在不断地给它加速 。 很明显 , 这种方式不能够用于长时间的星际飞行 , 因此我们有必要再来看看旅行者1号 。
旅行者1号是迄今为止人类发射的飞得最远的探测器 , 它发射于1977年 , 目前距离地球大约226亿公里 , 飞行速度约为17公里/秒 , 以这样的速度 , 大约要花17635年才能飞完1光年 。 由此可见 , 对于我们人类目前的航天科技而言 , 1光年的距离可以说是相当遥远了 。
人类未来应该如何在短时间内跨越1光年?
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常规的方法就是大幅度地提升飞行速度 , 理论上来讲 , 假如人类未来掌握了可控核聚变 , 那么以此为动力的宇宙飞船就可以达到光速的15% , 大约6.67年就能跨越1光年 。
再想远一点 , 假如人类未来能以反物质作为能源 , 就可以将宇宙飞船的速度提升到光速的70% , 以这样的速度走完1光年 , 只需要大约1.43年的时间 。
除此之外 , 因为爱因斯坦曾经指出时空是可以弯曲的 , 而这种说法也得到了观测数据的证实 , 所以从理论上来讲 , 我们还可以在时空中“抄近路” , 这大概可以分为两种方式 。
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第一种就是想办法让宇宙飞船前方的空间收缩、后面的空间扩张 , 这样就可以让空间“推”着宇宙飞船前进 , 而由于这种方式不受相对论的相关限制 , 因此其速度可以远远地超过光速 。
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