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步行一光年需要多久?

2019-11-25 17:12来源:少年科学浏览数:144 

在生活中,如果距离较远,我们使用的长度单位通常是公里。但在天文学上,使用公里作为长度单位非常不便,因为宇宙中的天体相隔非常遥远,所以我们需要更大的长度单位来表示天体距离。
  在太阳系中,可以用地球和太阳的平均距离作为长度单位——天文单位,1天文单位将近1.5亿公里。但如果要表示太阳系外天体的距离,天文单位也是完全不够用的,我们通常需要用到光年。那么,1光年会有多长呢?如果以人的步行速度,走1光年需要多久呢?基于现有的理论,光速被认为是宇宙中最快的局域速度,而且光速还相对于任何参照系都保持一致。于是,用光速来定义光年再合适不过。根据定义,光在真空中前进1年的距离为1光年,即1年的时间乘以光速,大约为9.46万亿公里。


一般而言,人的平均步行速度为1.1米/秒,也就是4公里/小时。因此,步行1光年所需的时间为2.4万亿小时,大约2.7亿年。如果改用跑步,跑完1光年所需的时间大约为7000万年。当然,这只是理想上的情况,实际不可能做到。

1光年对于我们而言已经是遥不可及了,即便是飞行速度能够达到61200 公里/小时的旅行者1号,飞行1光年的距离需要大约1.76万年的时间。但在宇宙尺度上,1光年近在咫尺,这个距离可能才刚刚出了太阳系。

太阳系之外是辽阔的星际空间,恒星之间的平均距离可达数光年,离太阳最近的恒星在4.2光年之外。而银河系之外是更加广袤的星系际空间,星系之间的距离动辄几十万光年。

那么,宇宙的浩瀚空间会阻止我们进行星际旅行吗?

至少目前来看是这样的。虽然我们已经可以把探测器送出太阳系,其飞行速度远快于步行速度,但这与人类想要的星际飞行相去甚远。不过,基于现有的理论,宇宙的浩瀚空间挡不住我们的星辰大海征途,我们不可能永远被束缚在太阳系中。

根据爱因斯坦的狭义相对论,接近光速飞行的太空飞船会出现尺缩钟慢的现象。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。再结合人体冷冻技术,未来人类很有可能会实现星际穿越。理论都已经有了,接下来就等实践了。