本文参加百家号科学#了不起的天文航天#系列征文
这看上去是似乎并不是一个复杂的问题,因为很多朋友甚至可以脱口而出一光年大概是亿千米,但其实真正要确定一光年的距离并不容易,我们现在能直接计算是因为各种度量衡都已经确定了,曾经它面临如下问题。
一、多长才算一米?多长才算一千米?
曾经一米的长度被定义为赤道到北极点、通过巴黎经线的千万分之一为一米,为标准化,还制造了国际米原器,还得防止氧化变化而出现尺寸误差。比较好玩的是因为因为错误计算了地球的扁率,导致第一个事先制造的米原器比定义的少了1/5毫米,但还是被当成了米的标准。
上图是年国际计量局改良第一代米原器:X形铂铱合金棒(90%的铂和10%的铱,这可是很昂贵的说),并且规定在冰的熔点时测量的两道刻度间为1米,这个米原器在年-年间都是米的标准。但随着我们对测量精度要求的增加,这个精度明显不满足我们的要求。
因此国际计量大会在年改用氪86原子的2p10与5d5能级间跃迁辐射在真空中波长的,.73倍被重新定义为一米,不过氪86不好取得,各国参考复制比较麻烦,最终以光在真空中的行进1/秒的距离为1米。为什么要定义那么麻烦,因为即使在未来测量精度再高,也不会改变光速,国际计量局是不是很懂得厚黑学?
1千米就是1米的倍,似乎大家都知道了哈。
二、多久才算一年?
多久一年?不就是天么,日子过糊涂了吧,一年都搞不清楚了?但问题时为什么有时一年是天?到底是天一年还是天一年,日子多过一天少过一天糊涂下没所谓,但在天文上可就玩大了,在天文计时中的年有多种定义方式,我们来了解一下:
恒星年:.日
回归年:.日
儒略年:.25日
........
其实的定义远不止这几种,我们就上文几个典型来做个简单的介绍,让大家对天文纪年中的年有一个概念
恒星年:参考一颗恒星,确定好时间与观测角度,当地球公转一周回到这个位置时,就是一个恒星年。
回归年参考的是地球在黄道面上两次经过春分点的时间,恒星年比回归年要长 20分24秒,这个时间差在天文学界被称为“岁差”。
儒略年并不是一个真实存在的“年”,它是被定义来作为年文或者其他学科上的标准年,时间被严格确定为.26日,除了儒略年外还有儒略世纪和儒略千年,即是儒略年的倍或者倍,我们在定义光年时的标准年时间就是儒略年。
除了这些以外还有焦点年、近点年以及食年等,就不做一一介绍了,有兴趣的朋友可以去查查。
三、多远是一光年?
有了光速,也有一年的准确定义,那么我们就可以计算光年是多远距离了!
L=光速×儒略年=×.25×24×60×60
L=3047258米
如果各位信不过种花家计算的话,可以验证一番哈。
四、一光年有多远?
听起来轻飘飘的一光年,但对于人类的速度来说,相当于蚂蚁出发去环球旅行,但事实上连这个比例都达不到,简单的说我们可能连蚂蚁都不如。
走得最远的旅行者1号,也不过20光时左右
当然它仍然在飞行,而且距离还在不断增加,未来以它的速度未来将不会再回到地球。
旅行者也就刚刚除了日球层,即使到现在也不过天文单位左右,而诞生太阳系的奥尔特云的半径则约一光年左右,旅行者要多久才能飞出去呢,大约.年,以17千米/秒的速度。到比邻星的距离大约是4.22光年。
到传说中的多贡人故乡天狼星大约是8.6光年
到史波克大副的故乡瓦肯星大约是16光年
超新星爆发的安全距离至少要超过30光年
TESS系外行星搜索极限大约是光年
时间上最近,距离上最近即将超新星爆发的是猎户座参宿四,距离光年
人类夜空中看到的绝大部分恒星在光年之内
超级地球开普勒b距离地球光年
最近的黑洞是麒麟座的V,距离光年。
开普勒系外行星搜索极限大约是0光年
人类肉眼观测恒星的极限是船底座海山二,距离大约光年
太阳系距离银河系中心2.6万光年
距离银河系最近的是大麦哲伦矮行星系,16万光年
距离银河星最近的星系是仙女星系,万光年
本星系群直径约万光年
银河系距离超星系团引力中心巨引源2.5亿光年
人类目视观测的天体极限距离是75亿光年外的GRBB(伽玛射线暴)
哈勃观测的极限是亿光年
对应的膨胀后的距离大概是亿光年
射电望远镜观测极限是宇宙诞生38万后光子脱耦形成的微波背景辐射
现在它已经膨胀到了亿光年以外
可观测宇宙的直径大约是亿光年,之外,我们啥都不知道。