光年

定义

根据国际天文学联合会（International Astronomical Union，缩写IAU）的定义，光年是光速（299,792,458米/秒）与一儒略年（365.25日=31,557,600秒）的乘积，英文缩写为“ly”，也曾缩写为“l.y.”。这些常数收录于1984年启用的IAU（1976）天文常数系统中。2在1983年之前（具体为1968～1983年），曾短暂使用过包含太阳年（地球绕太阳一周的平均时间，约365.242189日）和测量光速（而非现在的定义光速）的IAU（1964）天文常数系统。3

单位换算

1光年=9,460,730,472,580,800米≈63241.077天文单位≈0.306601秒差距

天文单位和秒差距是天文学中常用的距离单位，天文单位定义为太阳到地球的平均距离，秒差距定义为一个弧长为1天文单位，弧度为1角秒的圆弧所对应的圆半径。

历史

“光年”这一称呼发明自德国天文学家弗里德里希·贝塞尔（Friedrich Bessel），他在1838年首次测量了除太阳以外的恒星的距离，当时空间距离的最大单位是天文单位（AU），即地球绕日轨道半径（约1.5亿公里）。他用约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫（Joseph von Fraunhofer）设计的160毫米量日仪观测了天鹅座61（61 Cygni）恒星，并用三角视差法，根据天鹅座61的0.314角秒视差计算出与该恒星的距离为660,000天文单位（9.9×1013公里）。贝塞尔计算得到，光需要走10.3年才能穿越这个距离。4他当时意识到相比庞大的数字，读者们可能更喜欢想象光穿越了多长时间，但他没有将光年作为一个单位来使用。他可能反对用光年作为标准的距离单位，因为与光速这一不确定的参数相乘将会降低视差数据的准确性。

在贝塞尔的年代，人们对光速的理解并不完善，法国科学家斐索（Fizeau）和傅科（Foucault）分别在1849年和1862年测量的光速也不相同。当时，光速尚未被认为是自然界的基本常数，光在以太或空间中的传播过程还很神秘。现在，由于“米”这一单位是根据光速和秒来定义的，光速成为了一个常数（299,792,458米/秒）。在1851年德国科普作家奥托乌勒的一篇天文科普文章中使用了“光年” 5，乌勒（Otto Ule）通过将其与徒步时（徒步一小时走过的距离，德语Wegstunde）进行比较，解释了以“年”结尾的距离单位名称的奇怪之处。英国天文学家爱丁顿（Eddington）声称光年是一个不方便和无关紧要的单位，但有时会从科普用途沿用到科学技术用途上。6虽然现代天文学家通常更喜欢用秒差距，但光年也被普遍用于测量星际和星系间空间的尺度。

用法

一般用光年表示的距离包括某一区域内恒星之间的距离，例如同属于一个旋臂或球状星团的恒星间距离。星系本身的直径从几千到几十万光年不等，与邻近的星系和星系团则相隔数百万光年。类星体和斯隆长城等天体结构到地球的距离长达数十亿光年。

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相关单位

恒星系统内天体之间的距离往往只有一光年的一小部分，通常以天文单位表示。然而，通过将时间单位乘以光速，也可以产生较小的长度单位。例如，在天文学、相对论物理中常用的光秒等于299792458米或1/31557600光年。流行科学出版物中有时会使用光分、光时和光日等单位。光月大约是光年的十二分之一，偶尔也用于近似测量。美国纽约的海登天文馆（Hayden Planetarium）将光月更准确地定义为30天的光行时间。7因为光在一纳秒内大约传播一英尺，“光尺”一词有时被用作非正式的时间度量单位。

对于更遥远的天体，天文学家有时也用红移z来表示距离，它表示光子在宇宙中穿行时由于宇宙膨胀而使光子波长增大的倍数。