互动科普

有三个单位用来表示宇宙间的距离，分别是：“天文单位”（Astronomical Unit，AU）、“光年”和“秒差距”（parallax of one second, 简写为parsec或pc）。假如用“米”来表示宇宙间距离的话，那么数值将会变得非常巨大，不便计算，所以用以上三个单位来表示。

以地球为基准计算其他行星轨道

天文单位是以太阳与地球之间的距离为标准设立的单位。地球沿着近圆形的椭圆轨道围绕太阳运行，科学家起初就将该椭圆轨道的半长轴定为1天文单位。

德国天文学家约翰尼斯·开普勒（1571～1630）发现的“开普勒三大定律”中的第三条指出：“运动的行星，其公转周期的平方与椭圆轨道半长轴的立方之比是一个常量。”所以，即便无法精确测定从地球到太阳的距离，只要开普勒定律还适用，就仍然可以将地球椭圆轨道的半长轴作为1天文单位，并以此为基准计算其他行星轨道的相对值。

之后，1976年，国际天文学联合会（IAU）对1天文单位的定义作了如下变更：“一颗质量可忽略、公转轨道不受干扰且公转周期为365.2568983日的粒子与质量相当于一个太阳的物体之间的距离”。后来在2009年的IAU会议上，1天文单位再次被确定为149597870700±3米。在2012年的北京IAU大会上，1天文单位被最终确定为149597870700米。

1光年是光在1年中行进的距离

在真空中，光以每秒299792458米的速度前进。光要行进1天文单位的话，仅需约499秒（8分19秒）。

作为距离单位，1光年指的是光在真空中行进1年（儒略年，365.25日）的距离，因此，1光年相当于9460730472580800米。

如果使用光年来表示到某天体的距离的话，我们就可以立刻知道所看到的光是该天体几年前发出的光。例如，某天体距地5光年，那么我们看到的光即为其5年前发出的。

1秒差距等于天体周年视差为1″(角秒）时的距日距离，约等于308568亿千米。

在科学研究中常用秒差距

“天文单位”常用来表示太阳系内的天体距离，或者用在对太阳系与其他行星系进行比较的时候。“光年”和“秒差距”主要用于表现太阳系外的天体距离。

“光年”已广为人知，但在天文学研究中常用“秒差距”。因为计算较近的天体距离时多会用到周年视差，所以使用秒差距作为单位比较方便。另外，在测量较远的天体距离时，虽然无法正确测定周年视差，但其可以通过较近的天体距离推知，所以也常用到秒差距。

宇宙距离用“天文单位”、“光年”、“秒差距”表示

1天文单位最初定义为地球椭圆轨道的半长轴。1光年为光在真空中行进1年（儒略年，365.25日）的距离，1秒差距为天体周年视差为1角秒时的距日距离。1秒差距约为3.26光年，或206265天文单位。

（本文发表于《科学世界》2013年第3期）