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綜述

僅從字面上來理解，很多人還以為光年是時(shí)間單位，畢竟“年”一直被人類用來衡量時(shí)間的變化?？蓪?shí)際上，光年代表的是距離，是光以每秒約30萬公里的速度走一整年的距離。

光速是目前人類觀測(cè)到的宇宙中運(yùn)行最快的速度，人類追求的星際航行速度極限也不過是無限接近光速，很難做到超越它。那1光年到底有多遠(yuǎn)呢？

根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，大約等于9.46萬億公里，地球的直徑不過12742公里，在這一光年的距離內(nèi)，地球連塵埃都算不上。那么問題來了：光走一光年距離，真的需要一整年的時(shí)間嗎？或許對(duì)于光來說，只要一瞬間就夠了。

光速幾乎無法被超越

宇宙中已知最快的速度就是光速，人類一直夢(mèng)想能夠研發(fā)出達(dá)到光速飛行能力的飛船，這樣就能夠?qū)⑽拿鞯姆N子迅速逃離太陽系，從而在宇宙的各個(gè)角落散播開來。

可根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，光速是宇宙的終極規(guī)律，它只能被無限接近，卻無法達(dá)到光速的狀態(tài)。

光速的終極理論是愛因斯坦在1905年提出來的，具體內(nèi)容為：有靜止質(zhì)量的物體永遠(yuǎn)達(dá)不到光速，只能無限趨向于它。

光子由于沒有靜止質(zhì)量可以為光速真正意義上物體的運(yùn)動(dòng)速度是不會(huì)超過光速的，而且光子時(shí)沒有靜止質(zhì)量的，光也就沒有靜止質(zhì)量，這賦予了其不可被超越的屬性。

可能有人會(huì)說，在眾多科幻作品中我們常常能看到一些概念性設(shè)計(jì)，如曲速飛行，再比如蟲洞穿梭，這兩種方式能夠讓人類瞬間逃離銀河系；理論上來說這種逃逸速度比光速還要快，那怎么能說我們超越不了光速呢？

這就要提到科幻的理論嚴(yán)謹(jǐn)了。

實(shí)際上，在我們看到的大多數(shù)知名科幻作品中，其飛船的設(shè)定都是趨向于亞光速飛行，即便是千萬年后人類科技達(dá)到極限，也很難突破光速。人類的逃逸速度比光速還快，是因?yàn)榭s短了逃逸的距離，而不是提高了飛船的行駛速度。

就比如曲速飛行，其理論是將飛船前方的空間壓縮到后方，兩點(diǎn)之間的距離在不斷變短，這種空間壓縮推著飛船前進(jìn)，并不是飛船本身的速度。

蟲洞穿越就更不用說了，本來就是通過連通宇宙兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)穿越，沒有任何速度方面的提升。

這樣看來，光速在宇宙中真的成了永恒不變的定律。那大家知道1光年需要光走多長時(shí)間嗎？是和理論上說的那樣，光一直朝著前方飛速移動(dòng)直到一年時(shí)間的來臨，還是更快一些呢？

光走一光年距離要多長時(shí)間

首先可以肯定的是，1光年的距離肯定不是光走一整年的距離，這里要提到光速的傳播概念?？茖W(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，光的傳播速度是不固定的，當(dāng)光在水中傳播時(shí)，它的速度大約只有真空傳播速度的三分之二，還有在固體物質(zhì)中傳播，這個(gè)速度肯定會(huì)更慢。

大家可以想想，光朝著宇宙一個(gè)方向持續(xù)行走一年，這涉及的宇宙空間實(shí)在太廣泛，其中一定會(huì)涉及到行星、彗星以及其他天體；光這一路走來不可能全在真空中行駛，這就意味著其完成一光年的行走距離需要耗費(fèi)的時(shí)間更長。

但事實(shí)真是如此嗎？

這不過是我們以常態(tài)去估計(jì)光的運(yùn)行速度，但實(shí)際上光速既不可能被人類掌握，也不會(huì)被人類理解。有科學(xué)家認(rèn)為：光行走完一光年的距離根本要不了一年的時(shí)間，甚至其只需要一瞬間就能完成。

根據(jù)愛因斯坦在相對(duì)論中提到的理論：時(shí)間并非是一成不變的概念，它會(huì)因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)速度而發(fā)生改變。

當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度超越光速時(shí)，時(shí)間也就開始倒流。當(dāng)然，我們幾乎不可能突破光速極限，但物體運(yùn)動(dòng)速度越快，它所經(jīng)歷的時(shí)間越短這種概念卻普遍應(yīng)用，它還有個(gè)更專業(yè)的名字——鐘慢效應(yīng)。

鐘慢效應(yīng)除了提到速度與時(shí)間的概念外，還包括了靜止參考系經(jīng)歷的時(shí)間。通過鐘慢效應(yīng)可以計(jì)算出，當(dāng)物體速度達(dá)到光速時(shí)（前提是在真空中傳播，且沒有任何外物干擾），它經(jīng)歷的時(shí)間就為零；不管靜止參考系經(jīng)歷了多少時(shí)間，該物體的經(jīng)歷時(shí)間都是零。

這種說法讓人非常費(fèi)解，我們假設(shè)光持續(xù)在真空中傳播，對(duì)于靜止參考系來說，光走完一光年的距離就得花費(fèi)一年的時(shí)間；但對(duì)于光來說，其實(shí)只是一瞬間而已，因?yàn)楣獠痪邆淦渌麉⒖寄繕?biāo)，光經(jīng)歷的時(shí)間自然也就是零。

為了驗(yàn)證這一說法，1971年物理學(xué)家喬·哈夫勒設(shè)計(jì)過“原子鐘飛行試驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)過程中哈夫勒將精度很高的原子鐘放在飛機(jī)上做繞地飛行，一架飛機(jī)向東，一架飛機(jī)向西。

當(dāng)飛行任務(wù)完成后，哈夫勒通過對(duì)比飛機(jī)上的原子鐘和地面上的原子鐘發(fā)現(xiàn)，雙方的時(shí)間出現(xiàn)了細(xì)小的差異?？墒侨绻覀儗杉茱w機(jī)上的原子鐘相對(duì)比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們時(shí)間完全一致。

結(jié)語

很多時(shí)候，選擇的參考坐標(biāo)系不同，物體本身運(yùn)行的速度也有明顯變化，可能光對(duì)于靜止參考系來說是以光速來移動(dòng)的，但這對(duì)光本身來說并沒有任何變化，它能瞬間達(dá)到其想要去到的地方，即便終點(diǎn)在一光年之外。

標(biāo)簽： 年的時(shí)間