一光年等于多少公里(人类有飞出过一光年吗)
当我们谈论宇宙时,我们通常以光年为距离单位。相对于宇宙中几万光年的距离,一光年似乎并不算太远。然而尴尬的是,以我们现在的科技水平来说,一光年的距离可以说是可望而不可及。
真实空中的光速是每秒299,792,458米。以这个速度,从地球到达月球只需要1秒多一点。所谓1光年,是指光在实空中直线行进一整年的距离,换算下来约为9.46万亿公里,约相当于地球与太阳距离的63241倍。
这是什么概念?简单计算一下,如果我们日夜驾驶一辆时速200公里的跑车,大约需要540万年才能跑完一光年。当然,我们制造的飞船比跑车快多了,那么最快的飞船飞行1光年需要多久呢?
到目前为止,人类最快的航天器是帕克太阳探测器,于2018年8月12日发射L 空。在随后的飞行过程中,它不断受到太阳引力的加速,速度可高达每秒200公里,远超人类其他航天器。
然而,即使是这样的速度,也需要大约1500年才能飞行一光年。需要指出的是,帕克的太阳探测器能达到这么高的速度,靠的是太阳强大的引力,但如果飞到太阳系之外,是不可能达到这样的速度的。
目前人类发射的众多航天器中,有望飞出太阳系的共有5个,分别是先驱者10号、先驱者11号、旅行者1号、旅行者2号和新视野号。
在这些航天器中,最远最快的是旅行者1号,它于1977年9月5日发射。目前距离地球约220亿公里,其飞行速度约为每秒17公里。以这个速度飞行一光年(不考虑太阳引力的减速)大约需要17600年。
显然,这个答案令人沮丧。即使不考虑飞行过程中的其他问题,只是这么长的时间,我们人类根本接受不了。所以,目前1光年是“一个遥不可及的距离”。那么在未来,人类有可能突破1光年的距离吗?
说起这个问题,相信大家第一时间都会想到大名鼎鼎的曲速驱动。它可以扭曲自身周围的时间空高度,从而在不违反相对论的情况下进行超光速飞行。可惜这只是一个理论上的黑科技,至少在可预见的未来,是不可能实现的,所以要看相对现实的技术。
2016年4月,霍金宣布启动一项名为“突破星辰”的Ad Astra项目,该项目提出了一种以激光为动力的纳米飞船。简单来说,这种航天器有一种特殊的“轻帆”。“光帆”被送入Taitai 空后,可以利用地面高能激光阵列提供的激光束为飞船提供持续的动力,从而使其速度越来越快。理论上来说,这种纳米飞船可以加速到光速的20%。
也就是说,如果计划成功,飞船飞行一光年只需要5年时间。美中不足的是,这款飞船的设计尺寸只有一枚普通邮票的大小,而且只能在Ad Astra使用。目前只能指望可控核聚变实现更大规模的星际飞行。
可控核聚变是人类梦寐以求的能源。根据相关计算,以核聚变为动力的大型航天器的理论速度可以达到光速的15%左右。如果核聚变飞船能够在飞行过程中不断收集宇宙中的聚变物质空,那么它的速度将会大大提高。可以想象,如果未来人类真的实现了可控核聚变,那么1光年将不再是一个“遥不可及的距离”。
好了,今天就到这里吧。欢迎加入我们。下次见。
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