十五億光年是距離還是時間?

吉吉的大嘴巴


其實很多朋友都不知道光年是什麼單位,我第一次接觸到這個詞語也覺得這是一個時間單位,因為後面有一個年字。但是其實光年是一個長度單位,而且是非常非常巨大的距離單位……接下來就為大家簡單說明一下光年。



大家知道宇宙非常巨大,如果不用光年的話星系和一些巨大的結構會大的離譜,難寫到離譜,很不方便,所以天文學家利用光的速度作為一個基準,設定了光年這個單位。光年的意思就是光行走一年的距離,準確數字是9460528404879千米,如果是15光年就是15乘9460528404879千米。


這個數字有多大呢?人類如果想要走一光年的距離,以5千米每小時的速度前進,需要走18921億年。火箭如果按照每秒10千米來算,需要3萬年。如果按照7000米每秒的洲際導彈來算,飛一光年需要42740年左右。


宇宙與科學


光年是長度單位,1光年表示光在真空中行進1年的距離,大約是9.46萬億公里。因此,15億光年表示的距離,而非時間。不久前,天文學家接收到一個重複的快速射電暴FRB 180814.J0422+73,其宿主星系被認為位於15億光年之外。

不過,光年在某種程度上又能反映出時間的信息。我們接收到來自於15億光年外的無線電信號,這表明該無線電信號在太空中傳播了15億年才到達地球,所以我們接收到的是15億年前的無線電信號。

需要注意的是,這個快速射電暴的宿主星系並非真的距離地球15億光年,我們所說的15億光年只是無線電波的傳播距離。15億年前的無線電信號源距離地球肯定是小於15億光年,因為宇宙在膨脹,使得信號源和地球之間的距離變得越來越遠,所以信號最終經過了15億年的時間才到達地球。

根據計算可知,這個快速射電暴的宿主星系在15億年前距離地球14.2億光年。15億年過去了,該信號源隨著宇宙膨脹進一步遠離我們,它現在離地球大約15.9億光年。也就是說,在過去15億年裡,由於空間膨脹,使得它退行了1.7億光年。

這也意味著該星系在過去的某段時間與地球的距離剛好為15億光年,但在當年發出信號時以及現在與地球的距離都不是15億光年,我們所說的15億光年表示光行距離,即無線電波在太空中的行進距離。


火星一號


當然是指的距離,十五億光年代表的是:光直線飛行十五億年,所得到的距離長度。

一光年的數值大約為9.46萬億公里(相當於日地距離的63241倍)

雖然“光年”這個單位裡面包含了“年”這個字,但正如上段所言,光年代表的是長度。

好比天文學中還有一個詞——“秒差距”

乍一聽這是啥詞語啊,真彆扭,好多人看到“秒”這個字,估計就聯想到幾秒鐘之類的時間概念了,但實際上,秒差距也是長度單位,一秒差距約等於3.26光年。

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賽先生科普


十五億光年是距離還是時間?

十五億光年是一個距離!但從另一個意義上理解,它也可以是一個時間,因為光跨越整個距離需要15億年,光年是對於人類來說是一個極為遙遠的距離,甚至旅行者從有史書記載的時期發射到現在依然都沒有跨過一光年的距離!

奧爾特雲的邊緣就在距離太陽系中心約0.5光年的位置,它的直徑約1光年,即使旅行者達到30KM/S,那麼也要5000年才能跨越整個邊緣!而以出發時的17KM/S計算,那麼需要8823年才能到達,而旅行者到了這個拋物線軌道的速度下降段,儘管它最終將飛出太陽系,但的速度已經沒那麼快了!

在15億光年的距離上,當光如此遙遠的位置出發到達地球時,光源已經因宇宙的膨脹到了更遠的的地方,那麼是多遠呢?

V=15億光年/326萬光年×70KM/S/MPC=32208KM/S,約光速的10%!

因此當它到達地球時光源又離去了1.5億光年!

假如我們對這信號迴音一下,即使立即發射信號,那麼當這個信號到達時這個光源又將遠離!這一來一去將會接近34億年!

地球也就45億年的歷史,再過34億年,仙女星系也快到銀河系了!剛好可以一起慶祝下!

所以各位還擔心迴音15億年外的信號嗎?光和電磁波通訊也許是宇宙中最為原始的通訊手段,光年的距離就能阻隔低等文明之間的通訊,假如有超級文明,他們絕對不會用這種小孩子過家家玩的通訊方式!


星辰大海路上的種花家


15年是時間,15億光年是距離。

指的是電磁波在真空中傳遞15億年行走的距離。

可能題主就好奇了,一年可以是365天也可以是366天。這到底指的是多久呢?

其實一光年中的年指的是地球的365.25日,光速為299,792,458m/s。


15光年就是299,792,458m/s×3600s×24×365.25×15=1.42×10^17m。

15億光年就是1.42×10^17×10^8=1.42×10^25m。

單位是米,所以光年時距離單位。

但是一個天體距離我們15億光年,並不代表光需要15億年就能到達這個天體。因為宇宙還在加速膨脹,這個天體和地球的距離在光傳遞的這15億年內還在膨脹。所以現在發射一束抵達距離我們15億光年的天體,等到達的時候用的時間肯定遠超過15億年。

就好像,你家距離學校直線距離100公里,你開車以50km/h的速度從學校直線回家。原本計劃2小時到家。誰知道由於道路拉長,你兩個小時肯定走不夠100公里。思考光線在宇宙中傳播一定要考慮宇宙膨脹率。


科學認識論


答:15億光年是距離,表示光在15億年中傳播的距離,算是非常遙遠的天文單位了。


光年是距離單位,表示光傳播一年的距離,一光年大約9.46萬億公里,足以在太陽和地球之間往返3萬個來回,15億光年更是人類遙不可及的距離尺度。

比如在2019年1月9日,加拿大天文學家就接收到,來自15億光年外的13次電訊號,激起很多人對外星文明的幻想,其實類似的電訊號,在天文學上已經不止一次發現了。


天文學界經常爆出新聞,動不動就數千萬光年甚至數十億光年,其中的距離單位很多人都沒有正確理解,就拿這次新聞的“15億光年”來說。

指的是這個電訊號,相對於地球參考系的時間來說,已經在宇宙空間中傳播了15億年;天文學上有很多辦法測量出這個距離,比如利用哈勃定律法、造父變星法等等。


科學家說信號的產生源,距離地球15億光年,這個距離其實是相對的,是不考慮宇宙膨脹效應下的距離;實際上,由於宇宙在膨脹,目前這個信號源與地球的實際距離,大約是50~100億光年。

在15億年前,信號源與地球的實際距離,估計只有4億光年左右,在信號傳出來後,地球和信號源之間的空間逐漸膨脹,最終信號傳播到地球用了15億年,但是此時兩者之間的距離遠不止15億光年。


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艾伯史密斯


15億光年就是距離,不是時間。

有的人說了,15億光年既可以代表距離,也可以代表時間,如果不考慮宇宙膨脹的話,這是對的,因為光在真空中飛行一年的距離就是一光年,側面的反映出了時間,距離近的時候也可以這麼想,但考慮到宇宙整體在膨脹,距離越遠,遠離的速度越快,就不可以這麼片面的認為了。

比如我們通過觀測光線,得出紅移值,算出了這束光線在宇宙中飛行了多久到了地球這裡,這是光行距離,但是在光飛向我們這裡的時候,宇宙在膨脹,這就相當於你站在一個有伸展性的地面上,從A點走向B點,原本的路途是50米,可兩個人在兩頭拉著路,路慢慢的從50米變到了70米,你這不就需要多走一會兒了嗎。

比如上天的新聞,說捕捉到了15億光年外的射電暴FRBs,15億光年並非準確值,誤差是很大的,但科學家給出的這個數值也是考慮到宇宙膨脹的,所以是可以作為參考的。如果我們向那個方向射出無線電信號,就需要比15億年多得多的時間才能抵達目的地。

個人淺見,歡迎評論!


科學船塢


這是一個有趣的問題,許多人在這個問題上犯迷糊,在閱讀科普文章,尤其是宇宙天文方面的文章時,就鬧不清楚。

比如科普文章中說我們看到的距離我們10光年遠的星球,是10年前的樣子,100億光年遠的天體,是100億年前的樣子,有人就糊塗了,這個光年到底是時間概念還是距離概念呢?

這中質疑在我發的文章評論區常有出現。

其實光年既是距離單位,又與時間概念脫不了干係,具有雙重的意義。

這是因為光速是在我們宇宙運行速度最快,又最恆定不變的存在。上世紀70年代,科學界運用激光干涉法精準的測量了光速,1983年在國際度量衡大會上,修改了米的定義,把米的長度定義為“光在真空中於1/299792458秒內行進的距離”。

這樣光速就成為國際度量衡的最牛逼的標尺。在宇宙大尺度空間,用我們地球上甚至太陽系中所用的米、公里、天文單位(1天文單位約1.5億公里)等尺度來確定距離,就顯得太渺小了,數字就太贅長了,難以清晰快捷的表達出太空中天體之間的距離,於是就有了光年這個大尺度標杆。


光速每秒鐘準確值為299792458米,約30萬公里,一光年就是光在一個儒略年(365.25天)行進的距離,準確值為9460730472580.8公里,約9.46萬億公里。

有了光年這個標尺,測量天體距離時就簡潔多了。10光年就是94.6萬億公里,100億光年就是946億億億公里,但只要用10和100來表述就行了。

這就是光年在宇宙中大尺度距離單位的意義。那為什麼光年又與時間概念脫離不了關係呢?

這是因為我們人類眼睛看到包括天體在內的所有物質,都是通過光或者光的反射而獲得的,沒有光(包括不可見光),人類眼睛或者探測儀器(射電望遠鏡)就看不到任何東西。


而光傳遞到我們眼中的速度就是光速,當這些光傳到我們眼中時,我們才能夠看到這些物質的存在。

因此人眼看到的東西永遠都是“過去時”,就是不是“現在”的“即時”影像,而是已經過去了的影像。

只不過我們平時看到的物體距離我們太近,所以感覺不到這種時間的延滯現象。

比如我們看1米遠的物體,那個影像永遠都是1/299792458秒前的影像,約三億分之一秒前的物體。那麼1公里遠的物體,我們看到的影像永遠是三十萬分之一秒前的樣子,10公里的物體就是三萬分之一秒前得樣子。

所以我們看到的所有人,都是之前的樣子。由於光速與人眼這種奇異交互特性,就有了許多的科幻想象出現,比如超光速可以回到過去,預知和改變未來等等。但可惜的是根據愛因斯坦相對論,這個世界不會存在超光速的物體。

日常生活觀察極短時間延滯似乎沒有多大意義,因為人眼分辨時間誤差只能達到0.2秒的速度,所以在我們一般日常生活視野中,時間的延滯基本都可以忽略不計。

但對於太空天體就不一樣了,這些天體動輒以光年計,即使在太陽系裡也以光時計,我們看到的影像就有較大的時間差了。

比如我們看到的太陽是8分多鐘前的樣子,如果太陽出現變化,天文臺要8分多鐘後才能夠看到;我們晚上看到的木星是約40多分鐘前的樣子等。

距離我們1光年,這個傳遞到我們眼睛中的影像永遠時1年前的樣子,它現在真實的樣子如何,就要1年後才能看到;以此類推,10光年距離我們看到的就是10年前的樣子,1億光年或者100億光年的天體,就是1億年前或者100億年前的樣子,要知道它們現在的真實樣子,就得等與距離光年相同的時間才能傳到我們視網膜。

電波和引力波的速度與光速相同,所以我們發射的無線電波,或者某個天體碰撞爆炸事件發出的引力波,都要與光年距離相同的時間才能夠傳遞到。

這就是光的奇妙特性,所以時空通訊過去常說,光的性質和光速是現代物理學基礎的基礎,如果光或者光速理論是錯誤的,整個物理學甚至科學大廈都要傾倒,科學理論就必須重建。

現在明白了吧?光速(光年)既是一個大尺度距離標杆,又與時間概念緊密相連。題目所說15億光年就是距離我們約142萬億億公里,我們現在看到的這個天體是15億年前的樣子。

就是這樣,歡迎點評。


時空通訊


很明顯,15億光年是距離,因為光年本身就是定義距離的,是長度單位,指的是光在真空中沿著直線飛行一年的距離,這種定義已經決定了光年就是距離,而非時間。還有任何疑問嗎?

當然,網絡上經常會有人說出這樣的觀點“我們看到的15億光年外的星球其實就是15億年前的星球”,這句話聽起來讓人感覺“15億光年既是距離也是時間”,可以簡單這樣理解,因為這樣理解更加直觀。但這句話並不完全對,存在侷限性。

這是因為宇宙一直在加速膨脹,當然這種膨脹主要體現在比較大的範圍內,比如星系與星系之間,在太陽系內我們是不會感覺到宇宙的膨脹的。

而由於宇宙在膨脹,意味著我們看到的“15億光年外的星球”就不完全是15億年前的星球,而是比15億年的時間短,按照宇宙膨脹速度計算,大約14.2億年前的星球。這個過程中宇宙的膨脹讓科學家測量的距離為15億光年!

光年雖然是距離,但通常我們也會認為光年也是多少年之前發出的光,比如說一顆星球距離我們8光年,意味著這顆星球發出的光飛行到地球需要8年,畢竟在比較小的範圍內(相對整個宇宙)宇宙膨脹的影響是可以忽略不計的。

簡單說,15億光年就是距離,不是時間,這是人為定義的誰也改變不了,除非人們重新定義。但光年確實與時間有關!


宇宙探索


十五億光年是距離,光年是天文學上的距離單位,指得是光一年中飛行的距離。15億光年自然指得是光飛行15億年的距離。

一年按照365天,光速為299,792,458m/s,一光年大約是94605億公里。

前兩天的新聞位於加拿大的射電望遠鏡在最近兩個月的時間內接收到了13個快速射電暴,快速射電暴指得是持續時間特別短釋放能量特別高的無線電波爆發。

在這13個快速射電暴中有一個比較受人關注,它是重複性的,接連爆發了6次。給人的感覺就像是在發射信號。這也是引起廣泛關注的原因,認為這個重複性的快速射電暴是由外星人發射給我們的,它的源頭就在15億光年之外。科學家的觀點認為這很像是高磁性的脈衝星釋放。

可能是受到霍金大大或者大劉《三體》的影響,好多人叫科學家不要回覆信號。其實我們要知道的是,人類目前好像並不具備這樣的能力去發射快速射電暴。要知道它的能量大約是太陽一天中釋放的能量,並且即使回覆信號也要15億年之後才能到達那裡,不客氣的說15億年人類文明是否存在還很難說。

15億光年對於人類來說就是天文數字,目前人類的科技對於一光年都是難以達到的。現在距離地秋最遠的人造物體就是旅行者一號了,距離我們大約220億光年,大約是19光時。如果按照旅行者一號現在的速度17公里/秒繼續航行下去,大約需要17600年才能飛滿一光年。



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