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什麼是光年?概念、光年單位測量的各種距離和天文學使用單位

2024-10-14自然科學1766

我們解釋什麼是光年,並指出以光年為單位測量的各種距離。另外,天文學中還使用哪些其他單位。

什麼是光年?概念、光年單位測量的各種距離和天文學使用單位

光年是為了測量遙遠的恆星距離而創建的一種測量方法。

什麼是光年?

光年(也寫作light-year)是一個天文長度單位,其值相當於光子或光粒子在真空中一年時間內行進的距離,即9.46 x 10 12 km或9,460,730,472,580.8 公里。它是一個用於測量遙遠恆星距離的單位,其覆蓋數十億公里,因此需要特定的測量方法來以簡單的方式表達這些距離。

根據國際天文學聯合會的規定,光年(英語縮寫為ly或ly 的縮寫,光年)的確切定義必須考慮到儒略曆(而不是公曆)和光速的測量。 。這意味著光在太空中傳播一段距離的一年相當於 365.25 天(而不是公曆中的 365.2425 天)。

與其他距離單位一樣,光年可以取其各自的倍數,只需在數字名稱中添加前綴即可:例如,千光年 ( kly ) 表示 1000 光年,或兆光年 ( gly ) 1,000,000 光年。

另請參閱:宇宙

光年的由來

光年這個單位發明於19世紀中葉,當時德國數學家、天文學家弗里德里希·貝塞爾(Friedrich Bessel,1784-1846)首次準確測量了地球到太陽以外恆星的距離,為61天鵝座,天鵝座中的天鵝座。這個距離相當於98,734,594,662公里或61,350,985,287.1英里,這個數字處理起來非常麻煩,所以貝塞爾更喜歡用光傳播這段距離所需的時間來表達,即10.3年。

由於當時光速還沒有可靠的計算,貝塞爾傾向於不使用光年這一單位,這是幾十年後,德國科普作家奧托·烏勒(Otto Ule,1820-1876)於1851年提出的。

最初,光年被認為是德國學術界典型的天文單位,也有人反對使用它,例如英國天文物理學家阿瑟·丁頓(Arthur Eddington,1882-1944),他認為光年不方便且無關緊要,是典型的流行使用和科普。

一些以光年為單位的空間距離

以光年表示,一些最相關的空間距離是:

  • 銀河系(我們的星系)的直徑約為 15 萬光年。相較之下,它的姊妹星系仙女座星系的直徑為24萬光年。兩個星系相距 2,500,000 光年。

  • 太陽和太陽系邊緣的奧爾特雲之間的距離約為1光年。

  • 太陽和最近的恆星比鄰星之間的距離是 4.22 光年。

  • 銀河系與最近的星系-大犬座矮星系之間的距離為25,000光年。

  • 銀河系所屬的本星系群的直徑約為 10,000,000 光年。

  • 本星系群所屬的處女座超星系團的直徑約為 2 億光年。

  • 處女座超星系團所屬的雙魚座-鯨魚座超星系團複合體的直徑約為1,000,000,000光年。

  • 宇宙中最大的可觀測天文結構-大力士長城-北冕座,其直徑約超過100億光年。

其他天文單位,例如光年

除了光年之外,還有其他天文單位用來表達物體和空間結構之間的遠距離。其中一些源自光年本身,例如光月、光日、光時、光分和光秒,它們遵循相同的原理,並在流行中使用科學或電信和相對論物理學。

然而,其他天文單位大於光年,受到天文學專家的青睞。情況如下:

  • 秒差距(pc),相當於3.2616光年,它的名字來自英文視差一角秒。

  • 天文單位 (AU)相當於 8 光分,由地球和太陽之間的平均距離決定。

光年和天文單位的區別

什麼是光年?概念、光年單位測量的各種距離和天文學使用單位

天文單位可用於小於光年的距離。

天文單位是天文學學者首選的單位,因為它的星等相對固定並且可以用更簡單的術語來表達。相反,光年的確切值取決於不同的背景考慮,例如光是否在真空中傳播,年份是否是通過儒略曆而不是公曆來測量的,等等。

因此,光年是一個不太精確且更複雜的單位。另一方面,它的優點在於它非常能說明巨大的恆星距離,因為眾所周知,光的傳播速度比宇宙中的任何其他東西都快。

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標籤: 天文學

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