光走完一光年距离要多长时间(一光年是不是光走一年的距离)
在生活中,很多人可能想了解和弄清楚光走一光年的距离需要一年时间?对于光而言,其实只是一瞬间的相关问题?那么关于光走完一光年距离要多长时间的答案我来给大家详细解答下。
光年是一个距离单位,而且是一个我们平时用不到的距离单位,因为它所表示的距离太过遥远了。一光年,顾名思义,就是光在真空中沿直线行进一年所经过的距离。
一光年,这三个字说起来简单,但如果换一种表达方式,就能够体会出它到底有多远,一光年如果以千米来进行计算,那就是9.46万亿千米。如此大的距离单位,不仅在地球上用不到,就是拿到太阳系中也鲜有用武之地。地球与月球之间的距离为38万千米,也就是1.3光秒;地球与太阳之间的距离约为14960万千米,也就是8.3光分;而我们花费数百天才能够到达的火星,与我们之间的距离也不过12.7光分而已,距离一光年还差得十分遥远,可见光年是一个地地道道的天文数字。一光年这个距离单位如此遥远并不稀奇,因为光速是宇宙间最快的速度,令我们感到好奇的问题是,光走完一光年的距离真的需要一年的时间吗?
一光年所表示的距离就是光在真空中沿直线行进一年所经过的距离,这是一个理想的环境,而这种理想的环境在现实世界是不存在的,所以光走完一光年所需的时间实际上不止一年。
宇宙是一个近乎于真空的环境,但并非绝对真空,它的平均密度约为每立方米6个质子。既然不是绝对真空,那么就会对光的行进速度产生微弱的影响。此外,光在真空中的速度虽然是恒定不变的,但宇宙空间却并非恒定不变的,从诞生伊始,宇宙就在膨胀,从未停歇。在宇宙中,空间范围越大,膨胀速度也就越快,而1光年范围内的膨胀速度约为每秒0.02米,一年时间长度大约会增加630千米,虽然对于光而言,这只是一段很短的距离,但同样也会导致光走完一光年的距离并非标准的一年时间。
光走完一光年的距离,所使用的时间虽然并非标准的一年,但也近似,而宇宙如此空旷,恒星与恒星之间的距离动辄几十、上百光年,即使实现了光速飞行,也需要数十年、甚至上百年才能够到达其它的恒星系,难道人类真的没有办法进行远距离星际探索吗?
人类未来是否能够进行远距离星际探索,我们不敢妄下定论,但光走一光年的距离需要近似一年的时间,这只是针对于站在地球上的我们而言的,对于光本身而言,不仅不需要一年,连一分钟也用不了,它只需要一瞬间便可以完成这一光年的旅行。为什么呢?因为时间是存在相对性的。通过爱因斯坦的相对论,我们知道了时间和空间并非两个独立的个体,二者其实是一个整体,不可分割,并称时空。
由于时间与空间是一个整体,所以当物体的运动速度加快时,它本身的时间流逝速度就会减慢,运动速度越快,时间流逝速度就越慢,这就是钟慢效应。
钟慢效应不仅是一个理论,而是已经通过实验证实的事实。钟慢效应实验简单来讲,就是让一个运动速度可以达到98%光速的轻子从起点向终点移动,由于轻子的半衰期是一个完全确定的时间标尺,为2.2微秒,所以很容易就能够计算出轻子到达终点时的衰减数量。结果实际上到达终点的轻子数量要比计算的多得多,由此可以证实高速运动使得轻子的时间流逝速度减慢了,对于轻子而言,移动所花的时间比我们低速环境下录得的时间少得多,所以衰减的轻子数量也少得多。
运动速度越快,时间流逝速度就越慢,当运动速度达到光速时,时间的流逝也就完全静止了,所以对于光而言,走过一光年的距离并没有经历时间的流逝,所以只是一瞬间的事情,而在我们看起来,它确实是花费了一年的时间,这就是时间的相对性。
所以,如果我们派出一艘光速飞船,前往一百光年以外的恒星,对于我们而言,他们在百年之后才能到达,但对于他们而言,只是一瞬间的事情,那时,我们的孙子都已经年逾百岁,而飞船上的人仍然与出发时无异。不过现实没有理论上这样美好,因为光能够以光速前行,是因为光子是基本粒子,不具有静止质量,而任何有质量的物体都不可能达到光速,因为随着运动速度的增加,拥有静止质量的物体会产生一个等效于引力质量的惯性质量,速度越快,惯性质量就越大,当速度达到光速,惯性质量就达到无穷大,也就需要无穷大的能量才能让他继续运动,而宇宙间没有无穷大的能量,所以也不可能把拥有静止质量的物体推进到光速。
温馨提示:通过以上关于光走一光年的距离需要一年时间?对于光而言,其实只是一瞬间内容介绍后,相信大家有新的了解,更希望可以对你有所帮助。