日常生活中的我们都离不开长度单位和距离单位,从毫米到厘米再到分米和米再到千米和公里,长度和距离成了人类丈量世界的尺度。
但日常生活中用到的这些单位都太短了,并不足以让天文学家用来描述所看到的日月星辰和整个宇宙,于是乎就有了光年这个距离单位。
光年常用来表示宇宙尺度上的距离,因为宇宙之大让人类之前最大的距离单位都显得黯然失色,科学家们用真空光速在一年内跑过的长度,来作为宇宙中距离的基本单位,这就是光年的由来。
真空光速是299792458m/s,平常近似的说也就是每秒30万公里,光速就是宇宙空间内的极限速度,没有任何物质的运动速度可以超过光速,用光速来表示距离太阳系最近的恒星比邻星,就是比邻星距离太阳系4.22光年,用来表述银河系的直径就是18万光年,用来表述银河系和仙女座星系的距离就是254万光年。
一般来说在太阳系内部是用不上光年这个距离单位的,因为太阳系还是太小了,人类表示太阳系空间范围内的距离时用的还是地球上用的千米,或者说用的是几个天文单位,天文单位是1.5亿千米,用来表示太阳和地球之间的距离,一般也用来表示太阳系内各天体的距离。
地球和太阳的平均距离是1.5亿千米,光速是每秒30万千米,简单计算后会发现太阳光到地球需要8.3分钟,也就是说太阳和地球的距离是8.3光分,远远达不到光年的程度。
其实在宇宙测量中科学家们还创造出了比光年更大的单位,比如秒差距,千秒差距,百万秒差距,1秒差距相当于3.26光年,1千秒差距相当于3260光年,1百万秒差距相当于326万光年。
而宇宙目前的可观测直径是930亿光年,这意味着一束光从宇宙的一端传递到另一端,在我们看来需要足足930亿年的时间。
这意味光年不仅是距离,某种意义上来能用来表述时间。
比如上面我们提到的,地球和太阳之间1.5亿公里的距离是一个天文单位,也是8.3光分,这意味着如果太阳突然熄灭,那么地球上的我们不会突然发现白天变黑了,而是要等到8.3分钟后,以光速传播同样也会以光速消失的太阳光才会在地球上消失,我们才能后知后觉的意识到太阳熄灭了,并且还是在8.3分钟前熄灭的。
同样基于光年,如果未来人类驾驶飞船前往了4.22光年外的比邻星,那么从比邻星发一条讯息到太阳系就需要4.22年的时间,太阳系也得耗费同样长的时间才能把信息再回复给比邻星,一来一回就是8.44年的超长延迟,双方基本上就是无法沟通的状态了。
由以上两个例子不难看出,光年不仅是距离单位,还相当于宇宙中的天然屏障,它的存在让宇宙中任何一个文明的有效控制范围都不会太大,更不可能掌控整个银河系,因为漫长的距离会让所有通讯手段都变得无济于事,也就谈不上什么有效控制了。