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在天文学中，由于宇宙实在太过浩瀚，如果用千米作为单位去描述一个遥远星系的距离，其数值将会非常巨大，因此一般采用光年来描述天文学距离。光年即从地球的角度观察，光线在一年时间中所走过的距离。一光年大约为9.46×10^12千米，这真的是一个天文距离，即使目前最快的宇宙飞船，也需在太空中漂泊至少上万年才能到达。
四维时空用光年这种距离表述方式非常贴切，它把空间的距离应用时间的长度来表现，能更好的体现出时间和空间的相关性，同样我们还可以延伸出步天、自行车月、汽车时、地铁年等概念，这种距离表述方式，可以把时空的相对性很好的体现出来。从鸟巢到天安门，如果选择走路的话，即使早上胡乱吃完炒肝，手上拎起包子立马出发，走到天安门时也差不多该吃中午饭了。而如果选择小电驴的话（为什么不选择开车大家都懂的），骑到天安门时或许手里的包子还透着热气呢。这不恰恰从一个侧面证实了速度越快，时间流逝的也会越慢吗？
在我们观察天体时，假设所有天体相对于地球均为静止状态，天体距离地球越远，其发出的光线到达地球所需的时间也就越久。距离地球为一光年的天体，其光线到达地球需要一年，距离地球为一百光年的天体，其发出的光线到达地球则需要一百年。此时很容易便能做出推论：我们目前所观察到的天体，都是其过去的状态，距离我们越远的天体，我们观察到的其实只是它们越加久远的过去。同理，距离我们一万光年的星系，我们现在看到的其实是它们一万年前的样子。这便给我们研究宇宙的起源和演化提供了一个思路，那便是可以试着观察距离我们远近各不相同的星系，从距离我们最远处的星系，逐渐观察到相距我们比较近的星系，便能大概了解宇宙有多久远、宇宙如何演化了。当然，由于宇宙的膨胀、星系的运动、星际尘埃、空间不均匀、光线弯曲等因素，实际情况下进行观测时仍会非常复杂。例如观察距离地球一万光年的星系，我们看到的自然是它一万年前的样子，而在我们观察到它的那一刻，实际上它早已运行到距离我们远超过一万光年的地方了。
人类对于未知世界的探索往往不满足于观察，还希望能够到达，去亲身体验。这显然比观察本身更加困难，因为观察、探测可以借助电磁波为"交通工具"，电磁波（其实光也是一种电磁波）在真空的传播速度为光速，而目前人类能够达到的速度极限相比光速来说仍然望尘莫及，因此人类至今也还没有载人登陆过火星，人类发射的飞行器最远也才抵达太阳系的边缘。置身浩瀚的宇宙，人类就好像雨中一茎芭蕉叶上缓慢爬行的蜗牛。在科技尚未发展到能够制造出接近光速的飞行器，或者能够人为的改变时空之前，目前我们还只能依靠思维代替我们的脚步去丈量时空。
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