How big is 十億秒差距?

十億秒差距是一種距離單位，等於十億個秒差距，約為32.6億光年。光年是光在一年內行進的距離。以公尺表示，一個十億秒差距約為3.09×10²⁵公尺，10²⁵代表1後面接25個零。天文學家用這個單位來表示宇宙中最遙遠的距離。

定義

秒差距是由負責制定天文學家所用單位的國際天文聯合會（IAU）所定義。一秒差距恰好等於「64.8萬除以圓周率」個天文單位。一個天文單位恰好是149597870700公尺，接近地球到太陽的平均距離。這使一秒差距約等於3.26光年，即30.9兆公里。

「giga-」字首源自國際單位制，意思是十億（10⁹）。因此，一個十億秒差距大約等於206兆個天文單位，或3.09×10²²公里。光穿越這段距離大約需要32.6億年，接近宇宙138億年年齡的四分之一。

大小比較

• 如果把一秒差距縮小到1公釐，一個十億秒差距的長度就會是1000公里。
• 大約3.3萬個銀河系圓盤（每個直徑約10萬光年）首尾相接排列，就能跨越一個十億秒差距。
• 雙魚-鯨魚座超星系團複合體是包含銀河系所在區域的星系團帶，長度約為0.3個十億秒差距，大約三個這樣的複合體相連就能跨越一個十億秒差距。
• 武仙-北冕座長城是天文學家提出的一種遙遠星系結構，估計寬度約為2至3個十億秒差距。
• 可觀測宇宙（光線已有足夠時間抵達地球的宇宙範圍）半徑約為14.3個十億秒差距，直徑約為29個十億秒差距。

誰使用十億秒差距

國際天文聯合會指出，秒差距是描述銀河系結構時常用的單位，而光年則多半出現在科普寫作中。天文學家會為秒差距加上與公尺相同的字首。許多星系研究是以百萬秒差距（即一百萬個秒差距）來表示距離。

十億秒差距用於表示最大尺度的距離：可觀測宇宙的大小、最巨大的結構，以及整個宇宙大小的限制。舉例來說，2004年一項研究搜尋NASA的WMAP太空船所繪製的圖譜，尋找空間自我銜接的跡象。針對多種可能的形狀，這項研究排除了直徑小於24個十億秒差距的宇宙。

橫跨十億秒差距的宇宙膨脹

宇宙正在膨脹，其速率以每百萬秒差距每秒多少公里來表示，這個速率稱為哈伯常數。天文學家利用普朗克衛星測得的哈伯常數約為每百萬秒差距每秒67.4公里。

依哈伯定律，遙遠星系遠離地球的速度等於哈伯常數乘以該星系的距離。一個十億秒差距等於1000個百萬秒差距，因此位於這個距離的星系，退行速度大約是每秒6.74萬公里。這大約是光速（每秒約30萬公里）的22%。

參考資料

• IAU 2015 Resolution B2 on Recommended Zero Points for the Absolute and Apparent Bolometric Magnitude Scales. International Astronomical Union, 2015.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• The International System of Units (SI). In SI Brochure, 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2019.
• Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
• Speed of light in vacuum. NIST CODATA, 2022.
• Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Davis and Lineweaver, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004.
• Constraining the Topology of the Universe. Cornish et al., Physical Review Letters, 2004.
• A Map of the Universe. Gott et al., The Astrophysical Journal, 2005.
• More about clustering on a scale of 0.1 c. Tully, The Astrophysical Journal, 1987.
• New data support the existence of the Hercules-Corona Borealis Great Wall. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2015.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA Science.