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光年是距离单位,一光年的距离光真的要走一年吗?

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  在高速运动当中,时间和空间将与参考系有关,一光年指光在真空中传播一年的距离,大约是9.46万亿公里。

  

  在天文学中,我们常用“光年”作为距离单位,比如某某恒星距离我们50光年,可以理解为我们此时看到这颗恒星发出的光线,从该恒星传播到地球用了50年的时间,我们看到的恒星,是它50年前样子。

  狭义相对论指出,不同参考系下的时间流逝速度是不同的,比如我们乘坐高速飞船到距离地球50光年的地方,飞船速度的不同,飞船参考系内经历的时间也不同,忽略加减速阶段时:

  

  飞船0.2倍光速:飞船内过了48.99年,地球上过了250年;

  飞船0.4倍光速:飞船内过了45.83年,地球上过了125年;

  飞船0.7倍光速:飞船内过了35.71年,地球上过了71.4年;

  飞船0.9倍光速:飞船内过了21.79年,地球上过了55.56年;

  飞船0.999倍光速:飞船内过了2.24年,地球上过了50.00005年;

  飞船0.999999倍光速:飞船内过了26天,地球上过了大约50年;

  飞船0.999999999倍光速:飞船内过了20小时,地球上过了50年;

  理论上,当飞船无限接近光速飞行时,飞船内的时间流逝将无限接近于零,飞船内的人会觉得一瞬间就到了50光年外。

  

  然而飞船外地球的时间不受影响,地球上的人会看到飞船以一定速度飞向50光年外,比如飞船速度是0.7倍光速时,地球上的过了50/0.7=71.4年,这时候时间就是相对的,我们说时间必须先指定是哪个参考系的时间。

  另外,狭义相对论还指出,有静止质量的物体,无法加速到光速,否则该物体的动质量将无限大,所需能量也要无限大。

  

  光子的静止质量为零,而且光子在真空中始终以光速运行,对光子本身的参考系来说,时间就是静止的,无论光子传播多远,甚至从宇宙一边传播到宇宙的另外一边,对光子本身来说都是一瞬间。

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