光年是什麼意思？與時間有關嗎？

07-27

雖然宇宙的大部分仍然保持神秘且未探索過，但我們知道這是真的：空間廣袤無垠。為了量化浩瀚的宇宙，天文學家通常用多少光年來表示天體距離我們有多遠。那麼，光年究竟是什麼意思呢？

與乍一看相反，「光年」其實是一種距離單位，而非時間。光年是指光在一年中行進的距離。具體來說，國際天文聯合會（IAU）把光年定義為光在真空中行進365.25天的距離。

同樣，你可以把100公里描述為一個「車時」——即汽車在高速公路上行駛一小時的距離。事實上，我們經常以時間的方式來告訴人們距離，例如，「我還有10分鐘的路程」。

距離我們250萬光年的仙女星系

簡單來說，因為宇宙空間太過於浩瀚，用米、千米等單位來表述距離很不方便，於是天文學家發明了距離的一個較大單位：光年。

光年有多大？光以每秒299,792.5公里的速度運動，即時速為10.8億公里。將光速與時間相乘即可得到光年，約為9.46萬億公里。到太陽最近恆星的距離是4.3光年，或40.7萬億公里。

第一次提到光年這個概念可追溯到1838年，當時一位名叫弗里德里希·貝塞爾（Friedrich Bessel）的德國科學家。他測量了一顆名為天鵝座61（又稱貝塞爾星）恆星的距離，並得到了其距離為地球軌道半徑的660,000倍。他指出，光需要大約10年才能到達那裡，但他不喜歡「光年」這個術語。其中一個原因是在當時，科學家並不清楚光速是宇宙的一個基本常數。直到1851年，這個詞在德國一個名為Lichtjare的天文學出版物中首次出現。後來，天文學家逐漸採用了它。現在，「光年」是一個常用的天文計量單位，包括在科學文獻中。

秒差距的定義

在天文學中，還有一個距離單位與光年相競爭，那就是秒差距，1秒差距約等於3.26光年。這是利用三角視差法測量恆星距離時所使用的一種古老的天文距離單位。20世紀早期英國著名的天體物理學家亞瑟·愛丁頓（被認為首次證明了愛因斯坦的廣義相對論）更喜歡秒差距，他稱使用光年「不方便」。然而，他失利了。

光年還可以被分解為光天、光時或甚至光秒，雖然這些單位較少使用。太陽距離地球約8.3光分，這意味著太陽發出的光要傳播8.3分鐘才能到達地球（理想狀態下）。

所有這一切都取決於確定光速的大小，但這很難測量，因為光太快了。

在17世紀前，人們認為光速無限大。後來，科學家逐漸發現光是以有限速度傳播，並測出了光速。最後，在1905年，愛因斯坦的狹義相對論認為無論從哪裡觀察，光總是以恆定相同的速度移動。這是一個很大的進步，因為突然光速成為宇宙的常數之一。因此，光年也就成為了一個很有用的天文距離單位。

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