在生活中,如果距离很远,我们使用的长度单位通常是千米。但是在天文学中,用千米作为长度单位是很不方便的,因为宇宙中的天体相距很远,所以我们需要更大的长度单位来表示天体之间的距离。
在太阳系中,地球到太阳的平均距离可以作为长度单位——天文单位。一个天文单位将近1.5亿公里。但如果要表达太阳系外天体的距离,天文单位是不够的。我们通常需要使用光年。那么,1光年会有多长呢?如果以一个人的行走速度行走,走1光年需要多久?
基于现有的理论,光速被认为是宇宙中最快的局部速度,光速与任何参照系都是一致的。所以用光速来定义光年是合适的。根据定义,光在true 空中运行1年的距离为1光年,即1年的时间乘以光速,约为9.46万亿公里。
一般来说,人的平均行走速度为1.1m/s,即4km/h,因此,行走1光年需要2.4万亿小时,约2.7亿年。如果换成跑步,跑一光年大概需要7000万年。当然,这只是一种理想的情况,但在实践中是做不到的。
一光年对我们来说遥不可及。即使在飞行速度可以达到61200km/h的旅行者1号中,飞行一光年也需要大约17600年。但在宇宙尺度上,1光年近在咫尺,这个距离可能刚好在太阳系之外。
太阳系外是浩瀚的星际空间空。恒星之间的平均距离可达数光年,距离太阳最近的恒星为4.2光年。在银河系之外,还有更广阔的星系际空星系,星系之间的距离动辄数十万光年。
那么,宇宙的浩瀚空会阻止我们进行星际旅行吗?
至少现在是这样。虽然我们已经能把探测器送出太阳系,它的飞行速度比行走速度快很多,但离人类想要的星际飞行还差得很远。但是,基于现有的理论,宇宙的浩瀚空并不能阻挡我们的星辰大海之旅,我们也不可能永远被束缚在太阳系里。
根据爱因斯坦的狭义相对论,一个接近光速飞行的航天器Tai 空,会经历时钟尺度缓慢收缩的现象。另一方面,广义相对论表明虫洞可以连接宇宙中两个遥远的地方。结合人体冷冻技术,未来人类很可能实现星际。所有的理论都被付诸实践了。
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