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绕银河系跑一圈要多久?算完这个数,我沉默了

前几天晚上遛弯,抬头看见一道淡淡的亮带横过天空,我突然冒出一个特别不靠谱的念头——要是沿着那条银河系跑一整圈,得花多长时间?

回家之后我翻了几本书,又对着电脑算了好一阵,得出来的数字大到让人脑子发晕,可越算越觉得,这事儿虽然荒唐,但挺有意思的。

先搞清楚我们要跑多远

银河系是个棒旋星系,说人话就是像一个中间鼓起来的旋转圆盘,我们平常看到的夜空银河,其实是盘面在天空中的投影,太阳系不在中心,而是窝在一条叫猎户臂的旋臂里,距离银心大概6万光年

那整个盘面的周长是多少?天文学家测出来的直径大约是10万到12万光年,我取个中间值11万光年吧,半径就是5.5万光年,圆的周长公式谁都会算——2π乘以半径,5.5万光年乘以2再乘以3.14,得出来的数字是大约5万光年

但这只是太阳轨道绕银心的大致周长,实际上太阳公转的轨道不是一个正圆,有点椭圆,所以这个数字只能说“差不多”。

(图:银河系正面示意图,标注了太阳位置和绕行轨道)

一光年是什么概念

光跑一年,差不多46万亿公里,34.5万光年呢?乘一下就是大约326万万亿公里——哦不对,这个数字写出来我都不知道该怎么断句了。

换个接地气的说法:如果开车走高速,时速120公里不停歇,走完银河系一圈要——算了,这数字大到毫无意义,还是用跑的吧。

假设我们能跑

普通人慢跑时速大概10公里,专业的马拉松选手能跑时速20公里左右,但那可是玩命,我们就按不太累的时速10公里算。

绕银河系跑一圈要多久?算完这个数,我沉默了

5万光年换算成公里:

5万光年 × 9.46万亿公里/光年 = 大约26 × 10¹⁸ 公里

也就是326后面跟16个零,单位是公里,拿这个数除以时速10公里,得到的是26 × 10¹⁷ 小时,再除以24、除以365,出来一个让人生无可恋的数字:

速度绕银河一圈大约需要
步行(5 km/h)约 7.5 × 10¹⁷ 年
慢跑(10 km/h)约 3.7 × 10¹⁷ 年
汽车(120 km/h)约 3.1 × 10¹⁶ 年
喷气客机(900 km/h)约 4.1 × 10¹⁵ 年
旅行者1号(约17 km/s)约 6.5 × 10¹⁰ 年

上面这些数字的意思是:就算用现在人类飞得最远的探测器旅行者1号来跑,也得650亿年,宇宙本身才138亿年呢,也就是说,从宇宙大爆炸到现在,旅行者1号大概只能绕银河系五分之一的圈。

(图:旅行者号探测器的飞行轨迹示意)

绕银河系跑一圈要多久?算完这个数,我沉默了

那太阳自己跑一圈多久

这个问题一下就拉到现实了,太阳带着整个太阳系绕着银心转,速度大概是每秒220公里,换算成时速,将近80万公里每小时

用我们刚才算的34.5万光年轨道周长,除以这个速度:

5万光年 × 9.46万亿公里 / 每秒220公里 / 每年3156万秒 ≈ 25亿年

这个数字在天文学里有个名字——银河年,也叫宇宙年,太阳系上一次在这个位置,大概是三叠纪早期,那时候恐龙刚开始冒头。

如果未来能跑得更快

光速呢?按狭义相对论,有静止质量的物体达不到光速,但理论上可以无限接近,如果我们有一艘能飞到9999%光速的飞船,绕一圈在飞船里的人感觉过来可能只要几百年甚至更短,因为时间膨胀效应,不过在地球上的参照系看来,还是得三十多万年。

绕着跑这件事到底什么意思

算到这里我其实有点恍惚,我们折腾各种交通方式,从腿着到超音速飞机,在银河系的尺度面前就跟原地踏步差不多,可偏偏就是这个原地踏步的人,用望远镜和公式量出了银河系的大小,还算出了绕一圈的时间。

我合上笔记本,又看了眼窗外的夜空,那条朦胧的光带上,每一粒尘埃都在以每秒几百公里的速度狂奔,而我只感觉到晚风凉飕飕的,下次再去遛弯,大概会对头顶这片天多点不一样的感受吧——虽然我肯定跑不完一圈。

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