光在真空中以恒定速度传播,这个速度就是真空 光速 c。距离 d、光传播时间 t 与光速 c 之间是最简单的匀速运动 关系:
d = c × t(距离 = 光速 × 时间)t = d / c(时间 = 距离 ÷ 光速)c = 299,792,458 m/s(真空光速,精确定义值)
给定距离 d 与时间 t 中任意一个,即可解出另一个。算例: 太阳到地球约 1 天文单位 = 1.495978707×10¹¹ m,则光传播时间 t = d/c = 1.495978707×10¹¹ ÷ 299,792,458 ≈ 499.0 s ≈ 8.32 分钟;地球到月球平均 384,400 km = 3.844×10⁸ m,则 t ≈ 1.28 s。反过来,光走 1 儒略年 (31,557,600 s)的距离 d = c×t = 9,460,730,472,580,800 m,这就是 1 光年。 为避免大数下的浮点误差,全程用高精度十进制计算,结果按 15 位有效数字收口。
光年、光秒等是长度单位:常被误当成时间。1 光秒 = 光走 1 秒的距离 = 299,792,458 m;1 光分、1 光时、1 光日、1 光年分别是光走 1 分、1 时、1 天、1 年的距离。按 IAU 定义,光年中的「年」取儒略年 (365.25 天),故 1 光年 = c × 31,557,600 s ≈ 9.461×10¹⁵ m ≈ 9.461×10¹² km。与之相关的天文长度单位还有天文单位 AU = 149,597,870,700 m(IAU 2012 精确值)与秒差距 pc = 648000/π AU ≈ 3.086×10¹⁶ m ≈ 3.262 光年。
光速为何是精确值:1983 年第 17 届国际计量大会重新定义 「米」——1 米是光在真空中 1/299,792,458 秒走过的距离。自此光速被固定为精确的 299,792,458 m/s,成为一个定义常数而非测量结果。因此 本工具的 c 不含任何会随时间或政策变化的参数。
适用与局限:以上按真空光速、光沿直线 匀速传播计算。局限:①在水、玻璃等介质中,光的传播速度会降到 c/n(n 为 折射率,水约 1.33、玻璃约 1.5),本工具只按真空光速;②内置的地月、地日、 比邻星等距离是平均/典型值,行星与天体的实际距离随轨道变化;③本工具是 经典的距离÷速度模型,不涉及相对论中不同参考系的时间膨胀/长度收缩,也不 考虑引力对光线路径的弯曲。结果用于学习与天文尺度的数量级估算。