“面对浩瀚的星海,我们渺小得像尘埃,漂浮在一片无奈,缘分让我们相遇乱世以外,命运却要我们危难中相爱,也许未来遥远在光年之外……”一首《光年之外》将“光年”这个单位带入了人们的视野中。

光年,众所周知,是一个距离单位,那么一光年有多远?一光年是用光速行走一年的距离,一年有365天,一天有24小时,一小时有3600秒,这些是大家都知道的,那么光速,有多快呢?

17世纪以前,人们一直以为光的速度是无限的,开普勒和笛卡尔都对此深信不疑。但伽利略却提出了不同的观点,他认为,光的速度虽然很快,但仍是有限的,并且是可以测量出来的。物理学家迈克尔逊在1878年巧妙地利用光的波动性特征,非常精确地测量出了光速。大家都知道水波,也都知道声波,但是在迈克尔逊那个年代,那个时代的物理学家们认为,水波和声波都需要一个介质才能传播,所以他们认为光的传播也需要一个介质。但之后,科学家们做了无数的实验,最终鉴定,光并不需要一个介质才能传播,而是可以在真空环境下传播。

光年之外应该注意什么(多久才能到达光年之外)(1)

物理学家迈克尔逊

自从迈克尔逊之后,光速长达250多年的测量探索暂时告一段落。直至1929年,对光速的测量进入了一个崭新的阶段。新的实验技术和实验方法层出不穷,光速也越来越精密,最终成为物理学界的一个定义值,光的速度是每秒三十万公里。

但对于光速的测量,至今为止还是存在误差,并不是最精确的。光像声波一样以波的形式传播,光会被它传播路径上的介质减速。没有什么可以追赶上真空中的光。然而,如果一个区域内包含一些物质,哪怕是灰尘,光在通过这个区域时会因为和粒子之间的相互作用而发生转向,这使得光速降下来。光在地球大气层中的传播速度几乎和真空中相同,但是光在金刚石中的传播速度只有真空中的不到一半,即便这样也还有124000km/s。虽说只有一半,但对于人类来说,这个数字还是巨大的,所以再大的误差依然不足为奇。

光的速度是每秒三十万公里,一年有365天,一天有24小时,一小时有3600秒,所以一光年约等于94600亿公里,那是我们穷尽一生都无法跨越的距离。我们无法达到甚至超过光速飞行,尽管超光速飞行并没有被完全证实是不可能的,但实现超光速飞行一定是非常困难的。根据爱因斯坦的狭义相对论,当物体的速度变快,它的质量会增加,尽管它的长度会收缩。在达到光速时,物体的质量无穷大但长度是0,这是不可能的。事实上没有什么物体可以达到光速。

我们穷尽一生都到达不了“光年之外”,或许在光年之外确实有很多的美好值得我们去探索,然而星光不会为了一个人而闪耀,身边有自己爱的人,无论身在何处,自己永远都是宇宙中心。

2120211587金雨萱(指导老师闻新)

2022年4月26日

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