下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
标准的科学单位千克、米、秒等适用于日常生活，若用于天体物理学，就得带上非常大的数。对我们而言，更方便的质量单位是太阳质量：M ☉ =2.00×10 30 kg，其中10 30 是1后面跟30个0的简写。
考察行星系时， 天文单位 （AU）是便于使用的长度单位，它表示地球到太阳的平均距离：1 AU=1.50×10 11 m，即1.5亿千米。在星系和宇宙尺度下，即使天文单位也不够大，用起来不方便。这时使用的距离单位是 秒差距 （pc），在地球上观测与太阳相对静止、距离1秒差距的恒星，会看到它每季度在天空移动1角秒（图1）。由三角学可得1 pc=2.06×10 5 AU=3.09×10 16 m。最近的恒星差不多就在1秒差距之外，而银河系中心距离我们8.3×10 3 pc=8.3 kpc。平均而言，与银河系一样亮的星系，体积大约是10兆立方秒差距。
8
图 1 1秒差距是使太阳与地球的距离（1天文单位）对应 1角秒（1/3600°）的长度
我们常以年（1 yr=3.16×10 7 s）作为时间单位，尽管我们经常遇到更长的时标：恒星演化要经历几百万甚至几十亿年。因此，我们常用兆年（Myr）表示100万年，用吉年（Gyr）表示10亿年，它们的关系是1 Gyr=1000 Myr=10 9 yr。
经验表明，千米每秒（km/s）是比较方便的速度单位：地球绕太阳公转的速度约为30千米每秒，太阳绕银河系旋转的速度约为240千米每秒。以1千米每秒的速度运动，分别要用100万年和10亿年才能走完1秒差距和1千秒差距。例如，在10亿年里，太阳会在围绕银河系的轨道上移动大约240千秒差距，由于轨道周长为2π×8.3 kpc=52 kpc，所以太阳在10亿年里差不多能绕银河系五圈。
功率的标准单位是瓦特（W，1瓦大致等于每秒将1千克重物提升0.1米的功率）。方便天体物理学的功率是太阳的光度：L ☉ =3.85×10 26 W。公共电力一般按千瓦时计费，相当于3.0×10 -28 L ☉ yr。超新星爆发（见第三章的“恒星爆发”）向附近星际气体放出的能量约为8.2×10 9 L ☉ yr。
9
L ☉ yr对天体而言是个很方便的单位，但它完全不适合原子。讨论原子和亚原子物质时，适用的能量单位是电子伏（eV）。1电子伏是将电子移动1伏电势差所需的能量，约为10 -53 L ☉ yr。人眼能辨认的光子大约携带2电子伏能量，因此太阳每年会释放大约10 53 个光子。
10