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步行一光年要多久?

电脑版   2020-11-26 11:15  

步行一光年要多久?:地球上最常用到的距离单位是米和千米,太阳系内最常用的距离是天文单位,一个天文单位是1.5亿千米,刚好是从地球到太阳的距离:-光年,多久,

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地球上最常用到的距离单位是米和千米,太阳系内最常用的距离是天文单位,一个天文单位是1.5亿千米,刚好是从地球到太阳的距离


当我们离开太阳系后最常用到的距离单位就变成了光年,尽管光年之上还有秒差距、百秒差距、千秒差距和百万秒差距等表示更长距离的单位(一个秒差距是3.26光年,一个百万秒差距就是326万光年),由于大部分科普作品里最常用到的距离单位还是光年,因此大部分人熟知的天文学单位也是光年。

“光年”从字面上理解就是“光在真空中飞行一年的距离”,由于光速是每秒三十万公里而一年又有31622400秒,因此一光年的长度就是“30万公里×31622400秒”=94605亿公里,一般记作9.46万亿公里。


大部分人的步幅都在1米左右,少部分人可以达到1.5米,每小时可以行走4到5公里甚至6公里,这样一来步行9.46万亿公里就只需要2.7亿年左右。如果有人能一直保持博尔特百米速度奔跑的话,只需要6500万年左右他就能跑完一光年,也就是说他从恐龙灭绝时开始跑到现在才跑够。

综合以上数据我们可以看出,用双脚丈量大地明显就是人类的极限了
1977年发射的旅行者一号以16.9km/s的速度飞到今天也不过才飞了211亿公里,换算一下也就是20光时左右,距离飞满一光年还有差不多364光天。


长远来看唯一能让人类在“可以接受的时间内”飞过1光年的办法只有可控核聚变引擎,三体中的可控核聚变引擎可以把飞船的速度加速到光速的20%,这样一来只需要5年就能跨越一光年距离,不过理论上最好用的“宇宙机动”方式还是虫洞,如果未来人类能掌握虫洞生成技术的话,一眨眼横穿银河系。

虽然宇宙航行的未来很美好,但我们也需要知道笨重低效的化学动力火箭还将“统治”想当一段时间

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在生活中,如果距离较远,我们使用的长度单位通常是公里。但在天文学上,使用公里作为长度单位非常不便,因为宇宙中的天体相隔非常遥远,所以我们需要更大的长度单位来表示天体距离。

在太阳系中,可以用地球和太阳的平均距离作为长度单位——天文单位,1天文单位将近1.5亿公里。但如果要表示太阳系外天体的距离,天文单位也是完全不够用的,我们通常需要用到光年。那么,1光年会有多长呢?如果以人的步行速度,走1光年需要多久呢?

基于现有的理论,光速被认为是宇宙中最快的局域速度,而且光速还相对于任何参照系都保持一致。于是,用光速来定义光年再合适不过。根据定义,光在真空中前进1年的距离为1光年,即1年的时间乘以光速,大约为9.46万亿公里。

一般而言,人的平均步行速度为1.1米/秒,也就是4公里/小时。因此,步行1光年所需的时间为2.4万亿小时,大约2.7亿年。如果改用跑步,跑完1光年所需的时间大约为7000万年。当然,这只是理想上的情况,实际不可能做到。

1光年对于我们而言已经是遥不可及了,即便是飞行速度能够达到61200?公里/小时的旅行者1号,飞行1光年的距离需要大约1.76万年的时间。但在宇宙尺度上,1光年近在咫尺,这个距离可能才刚刚出了太阳系。

太阳系之外是辽阔的星际空间,恒星之间的平均距离可达数光年,离太阳最近的恒星在4.2光年之外。而银河系之外是更加广袤的星系际空间,星系之间的距离动辄几十万光年。

那么,宇宙的浩瀚空间会阻止我们进行星际旅行吗?

至少目前来看是这样的。虽然我们已经可以把探测器送出太阳系,其飞行速度远快于步行速度,但这与人类想要的星际飞行相去甚远。不过,基于现有的理论,宇宙的浩瀚空间挡不住我们的星辰大海征途,我们不可能永远被束缚在太阳系中。

根据爱因斯坦的狭义相对论,接近光速飞行的太空飞船会出现尺缩钟慢的现象。另一方面,广义相对论表明,虫洞可以连接宇宙中两个遥远的地方。再结合人体冷冻技术,未来人类很有可能会实现星际穿越。理论都已经有了,接下来就等实践了。

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光速约为每秒30万千米(每秒299,792,458米),1光年为9,460,730,472,580,800米。读作:九千四百六十兆七千三百零四亿七千二百五十八万零八百米。

那就看你步行一小时能走多远了?你这是专治各种不服呢!

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一光年约为94607亿千米(9460700000000千米),正常人每小时步行速度大约是5千米,一天120千米,一“步行年”就是43800千米。那么需要的时间就是光年除以“步行年”,问这个问题实际没什么意义的。

说到这里,我们不得不顺便提一下急救电话“120”的来历。这个最初就是根据正常人步行一天的公里数来定的,意思是一个人连续不断的行走一天,刚好120公里,正常情况下这个时就该对他进行急救了,所以急救电话最终确定为“120”。


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步行一光年很久很久,人步行一步需要一秒,光每秒3O万公里,光速更快,人步行太慢,人造飞行器走一光年都雳要很长时间,步行一光年的时间就不用算了,算了也没啥用。

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至少2亿年以上,一光年准确的数字为9460730472580800米(约为94607亿公里左右)。

我们以人每小时步行5公里来算,一天24小时就是120公里,十天就是1200公里,100天就是12000公里,一年就是43800公里,十年43.8万公里,一百年438万公里。

考虑金星距离的距离大约在4400万公里左右,所以人步行100年的时间,仅仅只有地球到金星距离的十分之一。

然后一千年4380万公里,一万年4.38亿公里,十万年43.8亿公里,一百万年438亿公里,一千万年4380亿公里,一亿年43800亿公里,二亿年87600亿公里(还有7007亿公里)。

那么走完94607亿公里的路程,准确的时间大概在2.16亿年左右,所以人不吃不喝不睡觉的前提下,仅需要 2.16亿年就足够了,考虑到太阳系半径大概在一光年左右,所以这个时候人已经来到了太阳系的边缘。

那么太阳系之外,就是更加浩瀚的银河系了,银河系的半径约为5万光年,由于太阳系处于猎户臂这个悬臂上,而这个悬臂正好在银河系半径的中间位置,所以太阳系距离银河系的边缘只有2.5万光年。

那么还是以每天120公里的速度步行,人走出银河系大概需要5.4万亿年,所以想想还是算了,走路是不可能的,人走到宇宙毁灭也走不出银河系.....

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光速是宇宙中最快的速度,真空中的光速达到每秒中接近30万千米,这也就意味着一束光可以在一秒钟的时间里绕地球七周。

在日常生活中,我们最常用的距离单位是米或者是千米,但是宇宙如此之大,如果用米或者是千米的话,那么当描述起宇宙的距离来时,我们所用到的数字就是一个天文数字,那么为了更好的描述宇宙的广阔,我们用到了光年这个宇宙中最基本的距离单位。虽然乍一听光年好像是时间单位,但是实际上它是一个距离单位,它的含义就是光一年中走过的距离。

考虑到光速为每秒钟30万千米,而一年则有3153万零6000秒的时间,那么一光年相当于9.46万亿公里,这是一个多么大的数字呢?可能我们很难直观地想象,所以还是用一些计算来加以说明,这里我们假设一个人能够以每小时5公里的速度步行,一天24小时不停歇,那么当他走过1光年的距离的时候,他到底会需要用到多少的时间呢?

一小时5公里,那么一天就是120公里,一个月3600公里,那么一年就是43200公里。而一光年是9.46万亿公里,那么就意味着一个人如果想要走过一光年的距离的话,那么就需要2.19亿年的时间!这可真是个天文数字啊,一个人的寿命顶多一百来岁,如果走一光年需要2.19亿年的话,那么就是用一万代的人那也走不到啊。在宇宙面前,人类的渺小暴露无遗。

当然了,即使你坐上世界上最快的飞行器,也就是美国宇航局NASA研制的X-43A飞行器,其速度相当于音速的8.4倍,是目前大气层内飞得最快的人造物体之一,那么你所需要的时间也大概为10万年。即使你乘坐已经飞出了太阳系的旅行者一号,它的速度为每小时6万公里,那么你也需要1.8万年的时间,即使你乘坐人类有史以来最快的飞行器太阳神二号的话,其速度为24万公里每小时,那么你也需要大约4500年的时间。所以说,一光年的距离对于人类来说实在是太难逾越了,人类想要跨过光年的距离,除了制造光速飞行器,别无他法。

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单纯数学理论来说,是这样的。

人类正常的步行速度大概5-7千米/小时。

光速30万千米/秒,约108亿千米/小时。

一光年的距离大概是

108亿X24X365=94.608万亿千米。

所以人要步行一光年,需要的时间最少为:

94.608万亿千米÷7千米/小时=我的天呐

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不知道想干什么?算一下也很容易。

光年是光在1年内传播的距离(s=ct,真空中光速c=3×10′8m/s),人步行1 s时间大约跨出两步,一步的距离大约60cm,所以,人步行的速度大约是v=s人/t人=2×60cm/1s=120cm/s=1.2m/s。

人步行1光年的时间T=s/v=ct/v=(c/v)t=(3×10′8m/s/1.2m/s)×1年=2.5×10′8年,即两亿五千万年。

是不是很打击信心,锻炼吧,尽量跑得快点,用的时间就可以少点。练到博尔特的水平,用时2.87×10′7年,如借助人造飞行器,人类现在制造的最快飞行器,是帕克太阳探测器,据说最大速度可达200km/s,飞行一光年需要1.5×103年。慢慢来,人类还会制造出更快的飞行器,也许有一天一光年对人类而言,真的不再遥远。

随便说一句,阿三宣布进行了高超音速飞行器实验,飞行器与火箭分离后,速度达到6倍音速,以这样的速度飞行一光年需要1.47×10′5年,不过,阿三的飞行器只飞行了20s。

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要知道步行一光年需要多久?那我们就先弄清楚一光年有多远吧!

首先,光年是一个距离单位。为什么要使用光年作为距离单位呢?在我们的日常生活中经常使用的距离单位是米和公里。例如从这个城市到另外一个城市的距离的500公里。但是如果我们衡量宇宙中天体之间的距离的时候在用公里表示就显得有些力不从心了。比如,地球到月球之间的平均距离是384000公里,地球到太阳的平均距离大约是1.5亿公里。在太阳系中使用公里表示天体之间的距离还勉强过得去。

但是如果表示那些太阳系以外的天体到地球的距离,在使用公里就非常的不方便了。例如比邻星是距离太阳最近的恒星。如果用公里表示它到地球的距离大约是40万亿公里,也就是40,0000,0000,0000公里。四的后面十三个零,这样表示非常的不方便。因此科学家有定义了一个非常大的距离单位,就是光年。一光年就是光在一年的时间内通过的距离。这个距离大约是94607亿公里。如果用光年表示比邻星到地球的距离那就是4.22光年。这样就简化了很多,使用起来非常的方便。

好了,现在知道了一光年的距离大约是94607亿公里。我们再知道人步行的速度就知道人走完一光年需要多久了,简单的除法问题。人的步行速度每小时在4~5公里左右。我们就按人每小时不行5公里计算,走完一光年需要2亿1600万年的时间。这是人在不吃不喝不休息,不生不死的情况下走完的。所以人要靠两条腿来走完一光年的距离根本就不可能。

那么人类使用先有的交通工具呢?

  • 汽车以每小时100公里的速度大约需要1080万年。

  • 高铁以每小时200公里的速度大约需要540万年。

  • 客机以每小时900公里的速度大约需要120万年。

  • 旅行者1号太空探测器的速度每小时61560公里大约需要12776年。

  • 朱诺号木星探测器的速度每小时264000公里大约需要4090年。

因此,一光年的距离对于现在的人类来讲就是一个遥不可及的距离。

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