宇宙中一年有多長 最短兩小時最長有16.3萬年

我們每個人都知道一年有365天。而外星人——如果他們存在的話，他們對于時間的概念或許會跟我們很不一樣。這是因?yàn)樵谟行┬行巧希荒甑臅r間要比地球上短得多，有些則要長得多。

為什么一年的長短會有那么大的差異？首先行星圍繞運(yùn)行的恒星的質(zhì)量大小會有一些影響，因?yàn)閺谋举|(zhì)上來說，一年的長短是以行星圍繞恒星公轉(zhuǎn)的周期來定義的，而質(zhì)量較大的恒星周圍的行星的公轉(zhuǎn)速度也會越快，但在這其中不同行星的軌道距離才是關(guān)鍵。美國哈佛-史密松天體物理中心的大衛(wèi)·基平(DavidKipping)表示：“基本上，一顆行星上的一年長短是由這顆行星到恒星的距離遠(yuǎn)近所決定的?！?/p>

在我們的太陽系中，距離太陽最近的水星上一年大約僅相當(dāng)于地球上的88天。這聽上去好像也挺長，但詭異的是水星上的這一年的長度還沒有它一天的長度長——水星上的一天相當(dāng)于地球上的176天——是水星上一年時長的兩倍，這是水星自轉(zhuǎn)緩慢造成的結(jié)果。

在太陽系的另一端，考慮到冥王星已經(jīng)被踢出大行星的行列，海王星作為最為遙遠(yuǎn)的大行星，其和太陽之間的距離是日地距離的30倍，圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周(一年)的時長相當(dāng)于165個地球年。

那么在這些星球上，新年是什么時候？換句話說，在海王星的軌道上，什么時間應(yīng)該被指定為12月31日？

在地球上，我們將每年的1月1日定義為新年的開始，這種做法基本上可以說是任意的，但有一種方法可以將其與行星的軌道特征更加緊密的聯(lián)系起來。這是因?yàn)樾行堑能壍啦⒎峭昝赖膱A形，而是稍稍拉長的橢圓。這就意味著在其軌道上存在一個點(diǎn)，此時行星到太陽的之間的距離是最近的，在天文上我們將其稱為“近日點(diǎn)”。而我們就可以將這個近日點(diǎn)規(guī)定為新一年的開端。

這就意味著海王星人(如果存在的話)將在地球歷公元2042年慶祝下一次新年，而水星人們則每隔88天就可以過一次年。而我們地球人則是每隔365天才能過一次年。

最長和最短的一年

但海王星也僅僅只能算是我們太陽系中一年時間最長的行星，而如果將目光放寬到整個銀河系來看，外面的情況可能會突破你的想象力極限。不過，在進(jìn)行這樣的探討時也并非不存在爭議。美國德州大學(xué)奧斯汀分校的亞當(dāng)·克勞斯(AdamKraus)表示：“當(dāng)你討論哪一個才是一年時間最長的行星的問題時，很快爭論的話題就會變成究竟什么才是行星的定義之爭。”

到目前為止人類已經(jīng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了超過2000顆系外行星，另外還有大約3000顆疑似目標(biāo)正等待后續(xù)確認(rèn)。加拿大蒙特利爾大學(xué)的瑪麗-伊娃·諾德(Marie-EveNaud)表示：“目前還沒有關(guān)于系外行星的準(zhǔn)確定義?！?/p>

不過盡管如此，我們還是可以盡可能的將范圍縮小。首先，我們將那些質(zhì)量超過木星13倍以上的目標(biāo)排除掉，因?yàn)橘|(zhì)量達(dá)到這一等級的天體一般會被歸入褐矮星的行列。其次，我們堅持認(rèn)為我們的行星必須圍繞一顆“真正”的恒星運(yùn)行，或者至少也是圍繞恒星死亡后的殘骸運(yùn)行，而不應(yīng)圍繞一顆褐矮星運(yùn)行。

如果按照以上定義，那么一年長度的冠軍頭銜將會落到系外行星“GU Pisciumb”的頭上。這顆位于雙魚座的系外行星圍繞恒星運(yùn)行的軌道半徑是海王星軌道的70倍，它上面的一年時長大約是16.3萬年。

反過來，有時候你會不會自己制定了雄心勃勃的新年計劃，但到了年末卻發(fā)現(xiàn)自己根本沒有做到？而如果你生活在一顆編號為PSR1719-14b的系外行星上，那么相信你為自己定下的新年計劃應(yīng)該都能夠“說到做到”，甚至能夠堅持更長的時間，因?yàn)檫@顆系外行星上的一年僅相當(dāng)于地球上的大約兩個小時。這顆系外行星圍繞一處恒星殘骸(脈沖星)公轉(zhuǎn)，且距離要比日地距離近約250倍。正是由于這樣的原因，讓PSR1719-14b成為迄今已知的一年時間最短的行星。

然而這些也非僅僅是簡單的事實(shí)而已?；奖硎荆骸笆聦?shí)上一年的長度是我們在研究系外行星時最為看重的指標(biāo)之一。因?yàn)樗軌蚋嬖V我們這顆行星距離恒星有多遠(yuǎn)，而行星與恒星之間的距離信息又能夠告訴我們它的溫度情況。對于水星，你可以很容易猜到它的地表溫度會很高，生命難以在其表面生存;而對于木星，你也能猜得到，由于距離太過遙遠(yuǎn)，它一定很冷。”

距離的極限

基平表示，從理論上說，一顆行星的運(yùn)行軌道甚至還可以比雙魚座的系外行星GU Pisciumb”更加遙遠(yuǎn)，甚至在我們太陽系內(nèi)的情況可能也是如此，因?yàn)槲ㄒ幌拗茋@恒星運(yùn)行的行星軌道距離的就是其他的恒星，它們會對這些行星施加引力影響。

恒星會在宇宙中運(yùn)動，但目前距離太陽最近的恒星是比鄰星，距離大約是4光年。這也就意味著任何距離太陽小于4光年一半的天體應(yīng)該都會圍繞太陽運(yùn)行——這一距離大約相當(dāng)于海王星軌道半徑的4000倍。事實(shí)上，整個太陽系的外圍的確存在一大群冰凍狀態(tài)的小天體，它們一直向外延伸到這一距離上。

理論上而言，行星是可以存在于水星軌道內(nèi)側(cè)的，但也只能如此而已，靠近太陽是有限度的。美國哈佛-史密松天體物理中心的斯考特·肯楊(ScottKenyon)指出，在大約1200攝氏度的環(huán)境下巖石會開始蒸發(fā)，因此如果水星的軌道再向內(nèi)側(cè)靠近大約4倍，此時水星上的巖石將開始蒸發(fā)。而如果你要更加靠近太陽，那么此時太陽強(qiáng)烈的引力作用將會把這一行星體撕碎?；奖硎荆骸皫r石能夠承受的應(yīng)力大小存在一個極限，超過這個極限巖石就會被撕裂?！边@個距離被稱為洛希極限，而對于像水星這樣的巖石行星而言，這一距離值大致相當(dāng)于水星軌道到太陽距離的1%。

基平表示：“我們認(rèn)為我們的確觀測到了一些處在這一距離值邊緣上的系外行星?！北热缯fKepler-78b，這顆系外行星圍繞恒星運(yùn)行的周期大約是8.5小時，與恒星之間的軌道距離小于1%的日地距離。美國宇航局開普勒行星搜尋項目主管威廉·布魯斯基(WilliamBorucki)指出，Kepler-78b可能是迄今已知運(yùn)行于一顆正常恒星周圍公轉(zhuǎn)周期最短的系外行星。

恒星會在宇宙中運(yùn)動，但目前距離太陽最近的恒星是比鄰星，距離大約是4光年。這也就意味著任何距離太陽小于4光年一半的天體應(yīng)該都會圍繞太陽運(yùn)行——這一距離大約相當(dāng)于海王星軌道半徑的4000倍。事實(shí)上，整個太陽系的外圍的確存在一大群冰凍狀態(tài)的小天體，它們一直向外延伸到這一距離上。

理論上而言，行星是可以存在于水星軌道內(nèi)側(cè)的，但也只能如此而已，靠近太陽是有限度的。美國哈佛-史密松天體物理中心的斯考特·肯楊(ScottKenyon)指出，在大約1200攝氏度的環(huán)境下巖石會開始蒸發(fā)，因此如果水星的軌道再向內(nèi)側(cè)靠近大約4倍，此時水星上的巖石將開始蒸發(fā)。而如果你要更加靠近太陽，那么此時太陽強(qiáng)烈的引力作用將會把這一行星體撕碎。基平表示：“巖石能夠承受的應(yīng)力大小存在一個極限，超過這個極限巖石就會被撕裂?！边@個距離被稱為洛希極限，而對于像水星這樣的巖石行星而言，這一距離值大致相當(dāng)于水星軌道到太陽距離的1%。

基平表示：“我們認(rèn)為我們的確觀測到了一些處在這一距離值邊緣上的系外行星?！北热缯fKepler-78b，這顆系外行星圍繞恒星運(yùn)行的周期大約是8.5小時，與恒星之間的軌道距離小于1%的日地距離。美國宇航局開普勒行星搜尋項目主管威廉·布魯斯基(WilliamBorucki)指出，Kepler-78b可能是迄今已知運(yùn)行于一顆正常恒星周圍公轉(zhuǎn)周期最短的系外行星。

地球上的一年是365天，但這一數(shù)字未來將可能變成兩倍長

最后，如果你現(xiàn)在能夠?qū)ψ约旱摹澳甓扔媱潯闭f到做到，那么請記住一件事：未來地球上的一年將會變成現(xiàn)在的兩倍長。這是因?yàn)椋俳?jīng)過大約50億年左右，我們的太陽將膨脹成為一顆紅巨星，屆時地球可能將被太陽吞噬。但也有人認(rèn)為地球可能可以逃脫這一厄運(yùn)，因?yàn)閷脮r年老的太陽將在膨脹發(fā)生之前便已經(jīng)通過強(qiáng)烈的太陽風(fēng)的方式損失了大約一半的質(zhì)量。

克勞斯指出，如果情況的確如此，那么屆時地球的運(yùn)行軌道將位于目前的火星軌道稍外側(cè)，圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周大約將需要現(xiàn)在的兩年時間。到時候你就會發(fā)現(xiàn)要堅持你的年度計劃那么久真是好難。