光年是一个非常特殊的单位，里面有个“年”字，看起来表示时间，但其实是度量距离的单位。这个长度单位在日常生活中根本用不到，因为它实在是太大了，只有在天文学家领域才会用到。那么，1光年究竟是什么概念呢？走1光年要多长时间？

随着天文望远镜的发展，人类借此可以窥探到更为深远的宇宙，也认识到了宇宙大到不可思议的程度。在太阳系中，用公里或者天文单位来表示距离还是很方便的，比如，地球到太阳的距离约为1.5亿公里，即1天文单位；海王星到太阳的距离约为45亿公里，相当于30天文单位。

但在太阳系外，还有浩瀚无垠的星际空间，乃至星系际空间。在肉眼可见的星空中，属于太阳系的星星只有几颗，天上的那些繁星皆是太阳系外的恒星，它们的距离非常远。此外，夜空中还有几个肉眼可见的云雾状天体，它们有的是银河系中的星云，有的是距离更远的河外星系。

1838年，德国天文学家弗里德里希·贝塞尔（Friedrich Bessel）首次对太阳系外的恒星距离进行测量。他把目标选为天鹅座的天津增廿九（天鹅座61），测出的距离为66万天文单位，即99万亿公里。如此遥远的距离，究竟是如何测出来的呢？

这就要讲到十分巧妙的视差原理。试想一下，竖起拇指，然后把手伸直，闭上右眼，用左眼把拇指对准前方一个目标，保持不动。接着，再闭上左眼，睁开右眼，就能看到目标相对于拇指发生了移动，这就是视差。利用同样的原理，可以测出恒星的距离。

先在一月份的某天对一颗恒星进行观测，记录它相对于其他背景恒星的位置。然后在半年后的七月份某天，当地球在公转轨道上转动到了太阳的另一侧时，再对这颗目标恒星进行观测，并记录它的相对位置。

结合半年之间的两次观测结果，可以测出这颗恒星的视差角。由于地球到太阳的距离是已知的，再根据三角函数关系，就能算出恒星的距离，这就是用于恒星测距的三角视差法。

在测出天津增廿九的距离后，人们第一次认识到星际空间的广袤。不过，当时光速的确切值是多少并不知道，而且光速是不是常数也不清楚，所以光年并没有被提出来，天文单位仍然是最大的长度单位。

到了19世纪中叶之后，光速的测量精度有了显著的提高。麦克斯韦在提出麦克斯韦方程组后，从中推导出了真空中的光速是常数的重要结论。在这之后，爱因斯坦创立狭义相对论，更是明确了光速是宇宙中的一个基本常数，而且不会随着参照系的选择而改变。

于是，科学家利用光速创造出一个巨大的长度单位。在光速被足够精确测量出来之后，科学家基于测量结果，把光速定义为了299792458米/秒。光在真空中前进1年的距离即为1光年，光速（速度）乘以1年（时间）得到就是距离，约为9.4607×10^15米，或者9.4607万亿公里。

对于人类来说，1光年的距离极其遥远。如果我们每秒能走1.5米，走完1光年将需要长达2亿年的时间。如果改坐普通飞机，也要120万年的时间。就算速度为每秒10公里的宇宙飞船，也要耗时3万年。

如果用光年来表示天津增廿九的距离，相当于10.4光年，这样非常便于表示遥远恒星的距离。光年无疑直接表示的是距离有多远，但这个特殊的单位其实还能间接体现出时间的概念。

从光年的定义出发可知，天津增廿九距离地球10.4光年，这意味着这颗恒星发出的光需要耗时10.4年才能到达地球。也就是说，我们现在接收到的是天津增廿九在10.4年前发出的光。而它现在发出的光还在去往地球的路上，还要再过10.4年，我们才能接收到这些光子。

因此，当我们观测宇宙时，距离看得越远，相当于看到了越久之前的时间。不过，空间一直在膨胀，宇宙一直在变大，尽管理论最远观测距离可达465亿光年，但最远所能追溯到的时间只有138亿年。

在我们看来，光走1光年的距离需要1年的时间。但从光的角度来看（如果有的话），它们不管走1光年，还是走100亿光年，其实只要一瞬间就能到达，这涉及到了狭义相对论的时间膨胀效应。

根据相对论，速度越快的参照系，时间相对过得越慢。当速度足够逼近光速时，时间流逝速率也会随之接近于零。假设一艘宇宙飞船以99.999985%光速前进时，飞船上过1天，相当于地球上过5年。如果飞船速度达到99.99999996247%光速时，飞船上的1天相当于地球上的100年。

只不过飞船是有静质量的，无论如何都不会达到光速，所以飞船上的时间不会完全停止流动。而光子没有静质量，可以并且也只能以光速前进。对于光来说，没有时间的概念，时间是静止的，光无论走多远，就算从宇宙的一端到另一端，都只需一瞬间。但在人类看来，光在1年的时间里只能走1光年，这就是相对论的相对概念。

Mr.zhu

2025-05-08 17:01:07