光は1秒、1分、1時間、1日、1年で何km進むのか | アストロピクス

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光は1秒、1分、1時間、1日、1年で何km進むのか

宇宙の距離をあらわすのによく使われる「光年」。一見、「年」がついているので時間の単位と思う人がいるかもしれません。でも「光年」は時間ではなく距離の単位。1光年は、光が1年間に進む距離のことです。英語では「light year」といいます。

光は1秒間に29万9792.458km進みます。つまり秒速29万9792.458kmです。いちいち秒速29万9792.458kmと書くのは長いし分かりにくいので、光速は秒速約30万kmと書かれることが多いです。地球1周が4万kmですから、光は1秒間で地球を7周半できるほどの距離を進むことになります。

秒速がわかれば、あとは掛け算をすれば光が1年間で進む距離、つまり1光年も計算できます。なお天文学では1年間を365.25日(3155万7600秒)として計算します。計算すると、1光年は9兆4607億3047万2580.8kmとなります。だいたい9兆4600億km、あるいは9兆5000億kmと覚えておけばよさそうです(覚える必要があるかどうかは別として)。

「光年」と比べると使われることは多くありませんが、「光日」「光時」「光分」「光秒」という単位もあります。それぞれ1日、1時間、1分、1秒の間に光を進む距離を表します。1光秒は前述のとおり29万9792.458km、1光分は1798万7547.48km、1光時は10億7925万2848.8km、1光日は259億206万8371.2kmです。

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1光秒、1光分、1光時、1光日は太陽からどれくらい離れている?

この映像はNASA(アメリカ航空宇宙局)が公開したもの(Credit: NASA/JPL-Caltech)で、太陽から出発し、1光秒や1光分、1光時などが太陽系内のどのあたりなのか、また1光日や1光年はどれくらい離れているのかなどを図示しています。

1光秒は約30万km。太陽の半径は約69万5000kmですから、1光秒はまだ太陽のすぐ近くといってよい距離です。ちなみに地球から月までの距離は約38万4400kmですから、1光秒はそれよりも短い距離です。

1光分は約1800万km。太陽から水星までの距離が約5790万kmですので、1光分その3分の1ほどの距離です。地球までの距離(約1億5000万km)は約8.3光分の距離になります。

1光時は約10億800万km。太陽からは、木星と土星の公転軌道の間あたりまでの距離になります。最果ての惑星である海王星までの距離(約45億km)は約4.1光時になります。

1光日は約259億km。そこまでいくと、海王星以遠にあるエッジワース・カイパーベルトをこえます。ちなみに恒星間空間を航行中のボイジャー1号は2023年12月31日現在、まだ1光日の距離まで到達していません(参考記事:ボイジャー1号、2号の現在地は? 今どこにいるのか)。なお約29光日の距離まで行くと、長周期彗星のふるさとといわれるオールトの雲の内側まで到達します。

映像はそこから先も続き、最後は10万光年先までいったところで終了します。天の川銀河の直径が約10万光年ですので、銀河の中にある太陽や地球から10万光年先になると、銀河系の端をこえた向こう側になります。

Video credit: NASA/JPL-Caltech

(参照)Exoplanet Exploration