茫茫宇宙,是我們人類一直都在探索的地方,裡面充滿了無數的未知,當然也就充滿了無數的樂趣。以前,我們以為天上的星星是人死後靈魂變成的,望遠鏡發現後,我們發現其中有幾顆是太陽的行星,絕大部分是其他和太陽系一樣的小恒星系,更有甚者,有的小亮點本身就是一個巨大的星系(如仙女座星系M31),與銀河系一個等級。為了研究這些星系,我們首要解決的問題是知道它們與我們的距離。由此,我們就發明了不少的距離單位,比如:光年,天文單位,秒差距,千秒差距……
咦,距離單位不是米、千米這些單位嗎?光年不是時間單位嗎?相信還是有不少人這樣理解的。
正所謂“光年不是年”,顧名思義,光年是指光一年在宇宙中傳播的距離。可以把光比作一輛汽車,它以3×10^8m/s的速度行駛,一年的距離是多少?這個其實我們上一篇文章是寫過的:9.46×10^15m,這個距離有時候很尴尬,在太陽系考慮的話,太大;在出了太陽系或是銀河系考慮的話,有時又有點偏小。因此,其他的幾個單位就應運而生了。
相關連接:或許,除了我們銀河系外,其他星系都已毀滅
比光年小的單位我們來看天文單位——AU。所謂天文單位,就是為了方便我們研究太陽系而發明的,通過計算,我們知道太陽和地球之間的距離大概是1.5億千米,天文學家就把這個距離叫做一個天文單位,即1AU=1.5億千米。比如:例如金星和太陽的平均距離為0.72AU,火星到太陽距離為1.52AU。這樣就避免了用千米時數字太大,用光年時數字又太小的尴尬。
我們知道距離我們最近的恒星系統是比鄰星(三體星系),它的距離是4.22光年,假如以現有最快的飛行器旅行者1号的速度飛過去的話,大概還有7400多年(還不包括減速階段);假如以光速的十分之一飛過去的話,最快也要42年,如果考慮加速和減速階段的話,最少也要100年左右。這還是最近的,如果我們要去銀河系的另一端的話,差不多有10萬光年,這個數字就稍微大了點(人類總是不喜歡1後面0太多這種情況,哪怕有科學計數法)。所以,天文學家又發明了一個單位——秒差距(pc)。
比光年大的單位什麼叫秒差距?乍一看,挺高端,再細看的話,你會發現很簡單。我們來一起看看:
秒差距是一種最古老的,同時也是最标準的測量恒星距離的方法。它是建立在三角視差的基礎上的。從地球公轉軌道的平均半徑(一個天文單位,AU)為底邊所對應的三角形内角稱為視差。當這個角的大小為1秒時,這個三角形(由于1秒的角的所對應的兩條邊的長度差異完全可以忽略,因此,這個三角形可以想象成銳角三角形,也可以想象成等腰三角形)的一條邊的長度(地球到這個恒星的距離)就稱為1秒差距。
簡單說就是當我們地球處于不同位置的時候,相對來說恒星的位置也會有輕微的改變,這個變化我們就稱為視差。更具體的就是會形成一個三角形,這個三角形的内角就稱為視差。那麼當這個角的大小為1秒時,我們根據三角函數就有sin1”≈1”,再通過計算就有1pc=1AU/1”=1AU/[2π/(360*3600)]=(360*3600/2π)*AU≈206265AU,再換算成光年的話,大概就是1pc=3.26光年。
如果視差是0.1”時;是十秒差距,32.6光年;0.01”時,是百秒差距,326光年;0.001”時,就是千秒差距,3260光年,以此類推。角度越大說明距離越近,角度越小說明距離越遠。用秒差距來表示的話,比鄰星的距離就是1.29pc,距離銀河系最近的星系仙女座星系M31距離地球的估計距離是251 ± 13萬光年,換成秒差距就是770 ± 40千秒差距(kpc),看到了吧,秒差距可以把很大的數字變成我們喜歡的小數字。
不同的距離運用不同的單位
好了,敲黑闆,總結一下宇宙中的常用距離單位,一般用三個單位:天文單位(AU),光年,秒差距(pc)。它們的大小關系是天文單位<光年<秒差距,1AU=1.5億千米,1pc=3.26光年。
所以今後假如再聽到有人說光年是時間的話,那就去跟他科普吧!
,