光年是時間還是長度?

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作家张轩中
2017-07-04

光年是長度單位,不是時間單位,它說的是光走過一年的距離,因此是一個長度。在這裡,你需要有一個基本的常識:路程等於速度乘以時間。比如說一輛汽車的速度是30公里每小時,一小時後,這個汽車運動的路程就是30公里。

另外需要強調的是,路程是一個標量,而距離是一個矢量。如果是直線運動,那麼這兩者的軌跡是重合的。一般情況下光走的是直線,所以我們把光走過的距離與路程看成是一樣的。

光在真空中的速度是300000千米每秒。

光從太陽走到地球需要花費8分鐘,因此你可以算出來,一光年是一個非常遠的距離。

但是,光年對宇宙來說,還是很短的一個距離。

比如,太陽到離它最近的恆星,大概有4光年的距離。而可觀測宇宙的半徑,則超過了200億光年的距離。

那麼,你可能想知道,有沒有比光年更大的距離單位呢?

比光年更大的距離單位叫做“秒差距”,這個單位是我們人類所定義的最大的距離單位,它的定義用到了一個三角形,這個三角形的其中一個邊長就是地球饒太陽公轉的那個橢圓的長軸。

以上已經基本回答了你提的問題了。

接下來我要補充一點知識。光年雖然是長度單位,但是,光在時空的軌跡是非常特殊的——光本身的時鐘是停止的,也就是說,光無論走多遠的距離,它所對應的世界線的長度永遠為零。正因為光的世界線的長度永遠為零,因此光把時空中的距離分割成了兩部分,分別叫做類時距離與類空距離。關於這一點,如果你有興趣,可以參考樑燦彬教授的書《微分幾何入門與廣義相對論》。只有學習了相對論,你才會對光有一個更深入的理解。

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