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宇宙空间浩瀚，为了衡量天体的距离，天文学家常用光在一年中行进的距离（光年）作为一种天文单位。之所以使用光作为参考，是因为光在真空中的传播速度保持恒定，并且根据相对论，光速是宇宙速度的上限。 那么，光在一年中能走多远？或者说一光年有多远？由于光速为每秒299,792,458米，则光在一年中的传播距离约为94605亿公里。 光速几个世纪以来，测出光速是科学家的一个研究重点。在17世纪之前，人们普遍认为光可以从一个地方瞬间移动到另一个地方，即光速无限大。直到1676年，丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Romer）在木卫一的视运动观测中首次发现，光的速度其实是有限的。 根据罗默的观测，同为丹麦天文学家的克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）计算出光速约为22万公里/秒。在两个世纪的时间里，光速的测量精度不断提高，其估计范围为29.9万至31.5万公里/秒。 到了1865年，詹姆斯·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提出光是电磁波。在他的电磁理论中，光速表示为c。然后在1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，指出无论观察者的惯性参照系或者相对于光源的运动，光速都是恒定的。换言之，光速与任何速度叠加，最终结果还是等于光速。 最终在1983年，综合各种因素考量，科学家把真空中的光速定义为299,792,458米/秒。此后，光速无需再进行测量。1米的长度也由光速确定，即光在真空中行进1/299,792,458秒的距离。因此，测量光速就变成了测量仪器的精度。 光年如上所述，光在一年内能够行进9,460,730,472,580,800米。这个距离被称为“光年”，用于测量遥远天体的距离。 1光年对于目前的人类而言已经就是天文数字了，我们可以做个简单计算。如果一辆汽车的时速为120公里，那这辆车需要大约900万年的时间才能行驶完1光年的距离。如果是音速飞机，则需要大约88万年的时间。即便是人类史上最快的航天器太阳神号（70.22公里/秒），仍需要大约4300年的时间。 考虑到距离太阳系最近的恒星也在四光年之外，人类想要实现星际旅行还有很长的路要走，更不用说跨度达到930亿光年的可观测宇宙。 |
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