在我們地球上,“公里”這種長(zhǎng)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(zhǎng)度也只有大約40075公里。但如果我們把范圍擴(kuò)大到太陽(yáng)系,用“公里”來(lái)描述天體間的距離就非常麻煩了,僅僅是地球與太陽(yáng)的平均距離就高達(dá)149597870公里,更不用提那些距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)的天體了。

所以在太陽(yáng)系的范圍內(nèi),我們通常會(huì)使用到“天文單位”這種長(zhǎng)度單位,根據(jù)定義,1天文單位的長(zhǎng)度與地球與太陽(yáng)的平均距離相等,這樣一來(lái)就方便多了,即使是非常遙遠(yuǎn)的冥王星,其與太陽(yáng)的平均距離也就是大約40個(gè)天文單位。
然而假如我們把范圍擴(kuò)大到銀河系的范圍,那使用“天文單位”來(lái)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(lái)講,它與我們的距離也有大約266877個(gè)天文單位,在這種情況下,我們就需要使用更合適的長(zhǎng)度單位——“光年”。

1光年究竟有多遠(yuǎn)?
1光年就是以光在真空中的速度(即299792458米/秒)前進(jìn)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(xué)家們?yōu)榱朔奖銣y(cè)量時(shí)長(zhǎng)而使用的單位,根據(jù)定義,1個(gè)“儒略年”的時(shí)間為31557600秒,換算下來(lái)就是365.25天。
據(jù)此我們就可以計(jì)算出,1光年等于9460730472580800米,約等于63241個(gè)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(yuǎn),我們不妨來(lái)看一下,以人類步行的速度,走完1光年需要多少時(shí)間。
人類步行1光年需要多少時(shí)間?

一般情況下,人類步行的速度約為每小時(shí)4至5公里,為方便計(jì)算,這里我們?nèi)≈?公里/小時(shí),經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地計(jì)算后我們就可以得出,人類步行1光年需要1892146094516.16小時(shí),如果按“儒略年”來(lái)?yè)Q算的話,就是215850569.76年,當(dāng)然了,這只是人類不眠不休的理想情況下所需要的時(shí)間。
值得一提的是,太陽(yáng)一直在帶領(lǐng)著太陽(yáng)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(xué)家的計(jì)算,太陽(yáng)每公轉(zhuǎn)一圈所花的時(shí)間約為2.2億年,也就是說(shuō),在理想的情況下,以人類步行的速度走完1光年,太陽(yáng)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(cè)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(yáng)探測(cè)器可以穩(wěn)居第一名,因?yàn)樗淖罡咚俣瓤梢赃_(dá)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(cè)器之所以能這么快,其實(shí)是因?yàn)樗窍蛑?yáng)飛行,而在這個(gè)過(guò)程中,太陽(yáng)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(zhǎng)時(shí)間的星際飛行,因此我們有必要再來(lái)看看旅行者1號(hào)。
旅行者1號(hào)是迄今為止人類發(fā)射的飛得最遠(yuǎn)的探測(cè)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(duì)于我們?nèi)祟惸壳暗暮教炜萍级裕?光年的距離可以說(shuō)是相當(dāng)遙遠(yuǎn)了。
人類未來(lái)應(yīng)該如何在短時(shí)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(lái)講,假如人類未來(lái)掌握了可控核聚變,那么以此為動(dòng)力的宇宙飛船就可以達(dá)到光速的15%,大約6.67年就能跨越1光年。
再想遠(yuǎn)一點(diǎn),假如人類未來(lái)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(shí)間。
除此之外,因?yàn)閻?ài)因斯坦曾經(jīng)指出時(shí)空是可以彎曲的,而這種說(shuō)法也得到了觀測(cè)數(shù)據(jù)的證實(shí),所以從理論上來(lái)講,我們還可以在時(shí)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(kuò)張,這樣就可以讓空間“推”著宇宙飛船前進(jìn),而由于這種方式不受相對(duì)論的相關(guān)限制,因此其速度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)光速。

另一種方法就是穿越“蟲洞”,當(dāng)時(shí)空彎曲到極致的時(shí)候,就可以在兩個(gè)遙遠(yuǎn)的時(shí)空之間形成一種特殊的時(shí)空通道,這被稱為“蟲洞”,從理論上來(lái)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(shí)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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