在我們地球上,“公里”這種長度單位已經(jīng)足夠我們描述距離了,就算是圍繞著地球的赤道轉(zhuǎn)一圈,其長度也只有大約40075公里。但如果我們把范圍擴大到太陽系,用“公里”來描述天體間的距離就非常麻煩了,僅僅是地球與太陽的平均距離就高達149597870公里,更不用提那些距離太陽更遠的天體了。
所以在太陽系的范圍內(nèi),我們通常會使用到“天文單位”這種長度單位,根據(jù)定義,1天文單位的長度與地球與太陽的平均距離相等,這樣一來就方便多了,即使是非常遙遠的冥王星,其與太陽的平均距離也就是大約40個天文單位。
然而假如我們把范圍擴大到銀河系的范圍,那使用“天文單位”來描述距離同樣也很麻煩,就拿距離我們最近的恒星——比鄰星來講,它與我們的距離也有大約266877個天文單位,在這種情況下,我們就需要使用更合適的長度單位——“光年”。
1光年究竟有多遠?
1光年就是以光在真空中的速度(即299792458米/秒)前進1年的距離,需要注意的是,這里的“年”指的是“儒略年”,這是天文學家們?yōu)榱朔奖銣y量時長而使用的單位,根據(jù)定義,1個“儒略年”的時間為31557600秒,換算下來就是365.25天。
據(jù)此我們就可以計算出,1光年等于9460730472580800米,約等于63241個天文單位,而比鄰星與我們的距離就大約為4.22光年。為了方便大家直觀地了解到1光年究竟有多遠,我們不妨來看一下,以人類步行的速度,走完1光年需要多少時間。
人類步行1光年需要多少時間?
一般情況下,人類步行的速度約為每小時4至5公里,為方便計算,這里我們?nèi)≈?公里/小時,經(jīng)過簡單地計算后我們就可以得出,人類步行1光年需要1892146094516.16小時,如果按“儒略年”來換算的話,就是215850569.76年,當然了,這只是人類不眠不休的理想情況下所需要的時間。
值得一提的是,太陽一直在帶領(lǐng)著太陽系的一幫“小弟”,以大約每秒鐘217公里的速度圍繞著銀河系中心公轉(zhuǎn),根據(jù)科學家的計算,太陽每公轉(zhuǎn)一圈所花的時間約為2.2億年,也就是說,在理想的情況下,以人類步行的速度走完1光年,太陽系都差不多圍著銀河系中心轉(zhuǎn)了一圈了。
人類最快的探測器飛完1光年需要多久?
如果只是看飛行速度,那么“帕克”太陽探測器可以穩(wěn)居第一名,因為它的最高速度可以達到200公里/秒,這可比我們?nèi)祟惒叫械乃俣瓤於嗔?,以這樣的速度,大概需要1498.96年(儒略年,下同)就可以飛完1光年。
需要指出的是,“帕克”探測器之所以能這么快,其實是因為它是向著太陽飛行,而在這個過程中,太陽的引力一直在不斷地給它加速。很明顯,這種方式不能夠用于長時間的星際飛行,因此我們有必要再來看看旅行者1號。
旅行者1號是迄今為止人類發(fā)射的飛得最遠的探測器,它發(fā)射于1977年,目前距離地球大約226億公里,飛行速度約為17公里/秒,以這樣的速度,大約要花17635年才能飛完1光年。由此可見,對于我們?nèi)祟惸壳暗暮教炜萍级裕?光年的距離可以說是相當遙遠了。
人類未來應該如何在短時間內(nèi)跨越1光年?
常規(guī)的方法就是大幅度地提升飛行速度,理論上來講,假如人類未來掌握了可控核聚變,那么以此為動力的宇宙飛船就可以達到光速的15%,大約6.67年就能跨越1光年。
再想遠一點,假如人類未來能以反物質(zhì)作為能源,就可以將宇宙飛船的速度提升到光速的70%,以這樣的速度走完1光年,只需要大約1.43年的時間。
除此之外,因為愛因斯坦曾經(jīng)指出時空是可以彎曲的,而這種說法也得到了觀測數(shù)據(jù)的證實,所以從理論上來講,我們還可以在時空中“抄近路”,這大概可以分為兩種方式。
第一種就是想辦法讓宇宙飛船前方的空間收縮、后面的空間擴張,這樣就可以讓空間“推”著宇宙飛船前進,而由于這種方式不受相對論的相關(guān)限制,因此其速度可以遠遠地超過光速。
另一種方法就是穿越“蟲洞”,當時空彎曲到極致的時候,就可以在兩個遙遠的時空之間形成一種特殊的時空通道,這被稱為“蟲洞”,從理論上來講,我們只需要找到或者創(chuàng)造出可供我們穿越的“蟲洞”,就可以在極短的時間里跨越若干光年的距離。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。
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