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为什么遥远意味着很久以前
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光很快,但不是瞬时的。 在真空中,它的速度精确为 299,792,458 米/秒,约为 300,000 公里/秒(这个数值定义了“米”)。在一年中,它行进的距离为
299,792,458 米/秒 × 31,557,600 秒 ≈ 9.46 × 10¹⁵ 米,即约 9.46 万亿公里。
这段距离就是一个光年 (ly)。它是一个距离单位,而不是时间单位。一颗“10 光年外”的恒星,意味着它距离我们 10 × 9.46 × 10¹⁵ 米。
距离变成了时间。 因为光需要时间才能到达,所需的时间 simply 就是 t = d / c。我们看到的物体,总是它发出光时的样子。
| 天体 | 距离 | 光离开它的时间... |
|---|---|---|
| 月球 | 384,400 公里 | 1.3 秒前 |
| 太阳 | 1 AU, 1.5 × 10¹¹ 米 | 8.3 分钟前 (8 分 19 秒) |
| 比邻星 | 4.2 光年 | 4.2 年前 |
| 天狼星 | 8.6 光年 | 8.6 年前 |
| 银河系中心 | 约 26,000 光年 | 约 26,000 年前 |
| 仙女座星系 | 250 万光年 | 250 万年前 |
检查前两行:月球距离我们 3.844 × 10⁸ 米,而 3.844 × 10⁸ / 2.998 × 10⁸ ≈ 1.28 秒。对于太阳,1.496 × 10¹¹ / 2.998 × 10⁸ ≈ 499 秒。
看得远就是看过去。 我们从仙女座星系收集到的光,是在约 250 万年前发出的,那时地球上刚刚出现第一批石器。我们无法看到仙女座星系今天的样子。这张照片并没有错,它只是“旧”了,而且没有办法更快得到一张更新的。
这让望远镜变成了时间机器。星系越远,我们看到的宇宙历史就越早。在后续的世界中,我们将看到最古老的光。
秒差距。 天文学家还使用秒差距 (pc)。1 秒差距是指 1 天文单位在视角为 1 角秒(1 角秒是 1 度的 1/3,600)时的距离。这相当于3.26 光年,或 3.09 × 10¹⁶ 米。我们写作 kpc(千秒差距)和 Mpc(百万秒差距):仙女座星系距离我们约 0.78 Mpc,而1 Mpc 约为 326 万光年。
光年是……的单位
来自 250 万光年外的仙女座星系的光今晚到达你的眼睛。它是什么时候离开仙女座星系的?
一颗恒星距离我们 100 光年。当你看它时,你看到的是?
阳光到达地球大约需要多长时间?
1 秒差距大约是多少光年?