光年是光走一年的距離,是距離單位。但是,一光年的距離光真的需要走一年嗎?
一個非常有趣的話題展開了,別看幾句話簡單描述,但這里面包含好幾層含義,我們一層層來剖析!
一、一年的時間是多久?365天?366天?
在平時一年是365天還是366天都影響不大,反正我們是過整數(shù)日子的,并沒打算過半天或者小半天之類!但在計算光速時突然就成了一個嚴重的問題,一年到底是多久?
我們以地球環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)一圈一年的標準,當然不可能湊那么好剛好是個整數(shù)天!而且又跑出好多關(guān)于年的定義,首先來看看跟公轉(zhuǎn)相關(guān)的有哪幾種年?
1回歸年=365.24220 平太陽日
1恒星年=365.25636 平太陽日
1近點年=365.25964平太陽日
1交點年=346.62003平太陽日
1儒略年= 365.25平太陽日
回歸年和恒星年即以遙遠恒星為參照物時與太陽經(jīng)過同一點時的時間,兩者相差1個小時左右,對我們?nèi)粘.斎粵]有區(qū)別,但對光走的路程差別就大了,而儒略年則是天文學上測量時間的單位,定位為365.25日,每天86400秒,一年總共為:31557600秒!光年的標準是計算比例以儒略年為時間單位!
二、光走一年到底是多遠的距離
上文已經(jīng)定義了一年的標準時間為:31557600秒
光速則為光在真空中的速度為標準:299792458m/s
那么光年很容易即可計算出來,為:9460730472580800m
三、光走一光年的時間真的是一年嗎?
終于到關(guān)鍵問題了,一年的時間也確定了,光走一年的距離也計算出來了,那么吃瓜群眾有一個問題,不知道該問還是不該問,“光走一光年真的是一年嗎?"問了這個問題之后會被當成白癡嗎?
我們還是先給出答案吧:一光年的距離對于光子來說需要的時間是0,但我們卻能切切實實的觀測到光需要一年的時間才能走完整個路程!這是因為在光速下光子的時間是停滯的,對于光子來說它去到任何地方都不需要時間,甚至到宇宙的盡頭!這就是相對論中的鐘慢效應(yīng)!
換算公式如上圖,t'為觀測者的時間,t則為光子所經(jīng)過的時間,當u=c時候,很明顯t將等于無窮大,因為它永遠都走不滿這個時間,所以無窮大了!