光年
guāng nián
光年是光在一年内传播的距离，约为9.46万亿千米，用来衡量恒星和星系之间的距离。
Formula
1\ \text{ly} \approx 9.46 \times 10^{12}\ \text{km}
Definition
光年是一种距离单位，而不是时间单位：它是指光在一年内传播的距离，约为 $9.5$ 万亿千米；天文学家使用光年，是因为太空实在太大，用千米来表示已经不再方便。光的传播速度约为 $300{,}000\ \text{km/s}$，因此一光年约为 $9.46 \times 10^{12}\ \text{km}$，这是衡量恒星和星系距离的标准单位，而天文单位则用于太阳系内部。严格地说，一光年是光在真空中于一个儒略年（$365.25$ 天）内传播的距离，$299{,}792.458\ \text{km/s} \times 3.156 \times 10^7\ \text{s} \approx 9.461 \times 10^{12}\ \text{km}$，约合 $63{,}241\ \text{AU}$。专业天文学家更常使用秒差距，这是一个由视差定义的单位，$1\ \text{pc} \approx 3.26\ \text{ly}$；在宇宙学尺度上，由于光在传播途中空间一直在膨胀，光传播的距离与现在的真实距离并不相同。
Example
比邻星是太阳之外离我们最近的恒星，距离约为 $4.2$ 光年，所以它今晚到达你眼中的光，是四年多以前发出的。银河系的直径约为 $100{,}000$ 光年，而距离 $2.5$ 百万光年的仙女座星系，我们看到的它，还是现代人类出现之前的样子。比邻星的视差约为 $0.77$ 角秒，由此得到 $1/0.77 \approx 1.30\ \text{pc}$，也就是 $4.24\ \text{ly}$；一艘以 $60{,}000\ \text{km/h}$ 速度飞行的探测器，要飞上超过 $75{,}000$ 年才能到达那里。
Key Insight
由于光的传播需要时间，看向遥远的天体，也就是在看向过去：如果一颗 $500$ 光年外的恒星今天爆炸了，地球上的人要再过 $500$ 年才会知道。光分和光时同样很实用：太阳距离我们约 $8$ 光分，海王星约 $4$ 光时，这也说明了太阳系相对于一光年来说是多么渺小。光速有限，正是可观测宇宙有边界的原因，这个边界不是一堵墙，而是光迄今为止能够传播的 $13.8$ 十亿年时间。