打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
光年其实还不是宇宙中最大的长度单位,在它面前光年就是弟弟
userphoto

2024.06.05 河北

关注

我们生活在一个浩瀚无垠的宇宙中,宇宙中有无数的天体,它们之间的距离是多少呢?我们平时用来测量长度的单位,如米、千米(公里),是否能够准确地表达这些距离呢?今天将介绍一些用于测量宇宙天体之间距离的长度单位,让我们一起探索这个神奇而又奥妙的话题。

首先,我们来看看我们日常生活中最常用的长度单位——米和千米(公里)。这两个长度单位是根据地球的大小来定义的。最初的时候,人们把通过巴黎那段子午线从北极到赤道距离的一千万分之一定义为1米。1千米(公里)就是1000米。这两个长度单位在我们不离开地球的情况下基本上够用了。例如,我家离学校不到100米;北京到上海大约1200公里。地球赤道周长也不过4万公里嘛!

但是当我们把目光投向更远的地方,比如太阳系、银河系或者更遥远的星系时,这两个长度单位就显得力不从心了。因为宇宙中的距离实在是太过巨大了,用公里来表示就会出现一大串零,让人眼花缭乱。例如,木星到地球的距离有630000000~930000000公里。这么长的数字你能一眼看清吗?用公里计量宇宙天体之间的距离,就如同用毫米测量地球的赤道周长一样,表示起来非常的麻烦。

因此,在测量太阳系内部天体之间的距离时,天文学家采用了一个更大的长度单位——天文单位(AU)。天文单位是根据地球到太阳的平均距离来定义的。1天文单位等于149597870700米,大约1.496亿公里。如果坐飞机以每小时900公里的速度飞完1天文单位需要差不多19年的时间。显然,1天文单位也是一个非常遥远的距离。

有了天文单位,我们在描述太阳系天体之间的距离时就方便多了。例如,前面提到的木星到地球的距离就变成了4.2~6.2天文单位;海王星到太阳的平均距离为30天文单位;塞德娜远日点(太阳系最远处)的距离为937天文单位。天文学家估计,太阳系的半径可能有10万天文单位。所以,只要是太阳系中的天体,用天文单位作为其长度单位足够用了。

然而,在测量太阳系以外的那些天体距离时,即使是天文单位也显得不够用了。因为太阳系以外的那些天体距离我们实在是太过遥远了。例如,比邻星到太阳

的距离用天文单位表示为266877AU。这么大的数字你能一眼看清吗?用天文单位来表示太阳系以外的天体距离,就像是用厘米来量地球的直径一样,不够精确也不够方便。

因此,在测量太阳系以外的天体距离时,天文学家采用了一个更大的长度单位——光年。光年是根据光在宇宙中沿直线1年经过的距离来定义的。1光年等于9460730472580800米,大约63241天文单位。例如,用光年表示比邻星到太阳的距离就变成了4.22光年。天狼星距离地球的81.36万亿公里、543873天文单位就变成了8.6光年。猎户座的参宿四距离地球640光年。

有了光年,我们在描述太阳系以外的天体距离时就更加清晰了。例如,我们可以说银河系中心的黑洞距离我们26000光年;仙女座星系(最近的大型星系)距离我们220万光年;宇宙中最远的已知星系GN-z11距离我们320亿光年。

但是,光年并不是一个绝对准确的长度单位。因为宇宙是在不断膨胀的,所以光从一个天体发出到达另一个天体时,这两个天体之间的距离可能已经发生了变化。因此,天文学家还使用了一个更加精确的长度单位——秒差距。秒差距是根据天体之间的视差角来定义的。

什么是视差角呢?简单地说,就是当我们从不同的位置观察同一个物体时,物体相对于背景的位置会发生变化。例如,当我们从左眼看一支笔时,笔相对于墙上的画会有一个位置;当我们从右眼看这支笔时,笔相对于墙上的画会有另一个位置。这两个位置之间的夹角就是视差角。

天文学家规定,当1天文单位(地球到太阳的平均距离)的对角为1角秒(1度°的1/3600)时,对角所在直线与地球到太阳所在直线之间的垂直距离为1秒差距(pc)。这是什么意思呢?打个比方,假如在宇宙中的某处有颗恒星,从它那里看地球到太阳的距离(1AU)的视差大小正好1角秒(1度°的1/3600),那么这颗恒星到地球的距离就是1秒差距(pc)。

1秒差距有多远呢?我们根据直角三角形边与角的关系会很容易地计算出它的距离。1秒差距相当于206265个天文单位,约等于3.26光年,也就是30800000000000公里。例如,比邻星到太阳的距离是1.29秒差距。参宿四距离地球196.3秒差距。看来秒差距是比光年更大的长度单位。

那么,在衡量宇宙天体距离之间的单位中还有没有比秒差距更大的单位呢?有的,比秒差距更大的单位是千秒差距(Kpc)和百万秒差距(Mpc)、十亿秒差距(Gpc)等。例如千秒差距和秒差距之间相差了1000倍。它通常用来测量星系和星系团内部天体之间的距离。比如,银河系的直径约为31千秒差距。百万秒差距和千秒差距之间又相差了1000倍。它通常用来测量星系团和星系团之间的距离。比如,本星系团(包括银河系、仙女座星系等)的直径约为2.5百万秒差距。十亿秒差距和百万秒差距之间还相差了1000倍。它通常用来测量超星系团和超星系团之间的距离。比如,本超星系团(包括本星系团、独角兽座超星系团等)的直径约为1.1十亿秒差距。

通过这些长度单位,我们可以更好地理解宇宙中的天体之间的距离有多么遥远。但是,这些长度单位并不能完全反映宇宙的真实情况。因为宇宙是在不断膨胀的,所以我们观测到的天体的位置并不是它们现在所在的位置,而是它们发出光到达我们时所在的位置。这就导致了一个问题:我们看到的宇宙是过去的宇宙,而不是现在的宇宙。那么,现在的宇宙又是什么样子呢?这就需要我们用更加复杂的物理模型和数学方法来计算和推测了。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
1光年是什么概念?比光年还大的长度单位,你知道吗?
一光年是什么概念?
1光年94607亿公里,大得难以想象,有比光年更大的长度单位吗?
1光年有多远?走完全程需要多久?
银河系究竟有多大呢
宇宙有多大?从人类的角度来看宇宙
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服