Rex Wu 的部落格 資訊分享 Enrich Your Life

337愛的鼓勵 154訂閱站台

光速到底有多快？

光在真空中行進的速度為每秒 29萬9,792公里(3x10^8 m/sec)，是目前宇宙所有物質中，傳遞速度最快的。

對於地球上的我們來說，光行進的速度已經是超乎想像的快，但這個速度如果放到宇宙中的尺度來看，光速似乎又沒有大家想像中的快。

NASA科學家歐‧杜諾休(James O’Donoghue)便決定，他要用動畫的方式讓大家感受一下，光速到底有多快。

在這 24秒的影片中，可以看到一道光不斷地繞著赤道轉。大家可以試試看自己的眼睛能不能跟上光速，理論上在這 24秒的影片中，光點回到正面的次數有 180下。

光一秒繞地球七圈半

繞地球赤道一圈的長度約為 4萬75公里(相當於 2萬4,901英里)。如果地球沒有大氣層可以阻擋光，那麼光每秒可以繞地球 7.5圈，相當於 0.13秒就能繞一圈！

不過在現實生活中，地球的大氣層會折射光線，而讓光繞地球一圈的速度稍微再慢一點。

在這 15秒的短片中，光線會不斷地在地球─月球─地球間以光速移動。理論上光從地球表面抵達月球，單趟需要 1.255秒。

從地球到月球要1.255秒

地球到月球的平均距離為 38萬4,400公里，所以光從地球到月球單趟要 1.255秒，來回一趟約為 2.51秒。換言之，我們在地球上看到的月光，其實都是 1.255秒前的月亮。

歐‧杜諾休補充道，由於月球每年會以 3.8公分的速度遠離地球，所以光每次來回地球－月球的時間也會跟著越來越長。

在這 6分04秒的影片中，可以看到光從地球表面抵達火星再回到地球的傳遞過程。為了要讓大家能夠清楚看到地球、月球和火星的大小，所以星體體積和長度的比例尺相比，放大了 20倍。

從地球到火星要3分02秒

地球到火星的平均距離為 5,460萬公里，所以光從地球到火星單趟要 3分02秒，來回一趟就是 6分04秒。即使人類可以用光來傳遞訊息，如果在地球上的我們想要遠端操控火星上的探測器，從收到來自火星的資料、下指令、再將指令傳到火星，也會出現 6分04秒的誤差。

所以科學家如果要「遠端即時操控」火星上的探測器，其實需要預先設定好指令，才能讓探測器在對的時間做出設定好的事情。

距離越遠越困難

但 3分02秒還只是光速從地球到火星所需的時間而已，比起最近剛登上火星的NASA洞察號(InSight)探測器，還有新視野號(New Horizons)、航海家 1號和 2號(Voyager 1, 2)，都在距離地球更遙遠的地方進行宇宙探險。

這些都會大大加劇人類想在地球「遠端即時操控」這些探測器的難度。

這支影片是歐‧杜諾休發布在Twitter後，獲得廣大迴響的太陽系八大行星自轉方向、自轉一周的時間及相對速度。從左到右第一排為：水星、金星、地球和火星，緊接著第二排從左到右則為：木星、土星、天王星和海王星，這個順序是和太陽距離從近到遠的行星排序。

最近剛學會做動畫

當被問起製作這 3支動畫的起因，歐‧杜諾休表示，這是因為他最近才學會如何做動畫。歐‧杜諾休做的第一部動畫是為了NASA要發表一篇土星環消失的新聞稿。接著他又做了幾支動畫，解釋太陽系的星體如何自轉，還有這些星體的相對大小，這支影片在Twitter上獲得了數百萬次的觀看次數，而讓他想繼續做動畫。

歐‧杜諾休說，他之前在複習考試的時候，都會將這些複雜的概念用手畫一遍，這樣才好理解。所以他希望自己做的動畫也能如此，一支影片就能清楚講出所有要解釋的觀念。

這支影片和前一支一次列出太陽系八大行星自轉方向、自轉一周的時間及相對速度的影片有點像，不過這支影片少了數字，讓人能更清楚看出太陽和八大行星的體積差異。影片一開始出現的 4個星體從左到右分別是：水星、金星、地球、火星，緊接著出現的是木星，以及土星(右上)、天王星(左下)和海王星(右下)，最後登場的則是太陽。

原始網站：光到底跑多快？ NASA科學家自製動畫告訴你