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人类无法飞出太阳系?216亿千米外,探测器“告知”事实令人沮丧

在现代天文学中,人们公认世界上第一台天文望远镜是在1609年,由伽利略成功制作而来。也正是从那之后,人类开始真正意义上对太空进行观察和探索。可谁也没有想到,随着太空探索的深入,宇宙的奥秘远远超出了人们的想象。曾经的地心说和日心说依次被推翻,谁也不知道宇宙的边界究竟在哪里。

为了在人类“有生之年”成功找到答案,美国人在1977年9月5日向太空发射了名为旅行者一号的太空探测器。时至今日,旅行者一号探测器已经抵达了216亿千米之外的星空,可最终得出的结果却让人十分的沮丧。以现如今人类科技所做出的努力来看,我们根本无法飞出太阳系。

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太阳系的界定

太阳系是以太阳为中心,八大行星围绕太阳运转的一个天体系统。在这之中,当然还包括了一系列的卫星,矮行星,小行星以及星际物质。可除此以外,太阳系的影响范围是否就到此为止了呢?

2006年8月24日,国际天文学联合会大会召开之后,来自世界各国的天文学家们经过投票表决,将冥王星降级为矮行星。也正是从那个时候开始,太阳系九大行星的说法转换为了八大行星。可事实上,也正是因为对行星的熟悉,所以在许多人眼中,似乎八大行星或者“九大行星”便是太阳的边界。

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其实不仅是普通人会有这样的认知,曾经许多天文学家又何尝不是如此。然而随着时间的推移以及观测技术的发展,人们在太阳圈的外围观测到了一个新的球体云,并将这个球体云命名为奥尔特云。

值得一提的是,在人类直接观测到奥尔特云之前,其实就已经有天文学家对这个天体的存在提出的猜想。早在1932年,爱沙尼亚天文学家恩斯特·朱利叶斯就曾表示,我们人类所观测到的所有彗星,或许都是来自于太阳系外层的一个未知的天体。而这个天体的存在状态,可能和我们印象中的天体会有所不同。

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最终事实证明,恩斯特·朱丽叶的猜想虽然并不准确,但他至少提出了一个方向,同时也让后来的天文学家们对这个未知天体展开了更加详细的研究。等到了上个世纪八十年代初期,研究学者们开始修正有关于奥尔特云的一切现象和“定理”,更加客观地描述了它的存在。只可惜在人类探测器没有到达这里之前,我们对奥尔特云的认知也就此为止。

至于为什么说人类无法飞出太阳系,其实主要原因也在于奥尔特云的存在。要知道旅行者一号尽管已经到达了216亿千米之外的星空,可这也不过是刚刚穿越太阳圈而已。而根据观测结果显示,奥尔特云的范围大约是在距离太阳1光年到1.87光年之间。

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就这一点来看,以旅行者一号的速度根本不可能成功地穿越如此之长的距离。除此以外,科学家们对旅行者一号早已做出过预测,大概在2025年之后,它就会彻底和我们地球失去联系,完成一个漂浮在太空中的“流浪探测器”。对于这样残酷的现实,科学家们也没有任何解决方案。

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旅行者1号

事实上,不仅是奥尔特云距离的影响,人类现如今的科技发展同样限制了我们飞出太阳系。许多人都知道迄今为止,旅行者1号仍然是世界上飞的最远的星际探测器。可有关于旅行者1号的飞行动力以及为什么能够飞行如此之长的时间跨度,绝大多数人都不太清楚。

要知道旅行者自1977年9月5日就离开了地球表面,如果真的如同科学家们预测的一样,能够一直工作到2025年的话,旅行者一号就整整工作了48年的时间。可太空中根本没有任何动力来源,仅仅只是依赖于旅行者一号自身携带的核电池,根本不可能运行这么久。

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而之所以会出现这样的情况,主要在于旅行者一号以及同期发射的旅行者二号,其实都借助了行星之间的“引力弹弓效应”。简单来说,这种效应就是利用行星的重力场来给太空探测船提供加速度。在这个过程之中,探测器本身不用做功,只需要跟着引力的轨迹前行就可以了。

也正是因为这种特殊效应的存在,所以旅行者一号的飞行时间才能不断延长。只可惜在不久的将来,旅行者一号所携带的核电池,还是会耗尽所有的电量。在我们生存的地球之上,有关于“核”的一切物质,似乎都有十分强劲的能量。可到了太空航行之中,核能量还是有些微不足道。

人类想要成功的飞跃太阳系,除非能够寻找到另外一种能够长时间支持探测器飞行的动力来源。要知道在探测器借助引力效应的同时,行星几何排列现象也尤其重要,只有出现了这种特殊的排列现象时,太空探测器才能最大限度的节约能量。

然而在太空探索上,不可能所有事情都顺风顺水,行星几何排列平均176年才会出现一次,我们总不可能每一次都将希望寄托在这种外力帮助上。所有寻找新的持续工作的能源就显得异常重要。

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当然了,我们在讨论这件事情的时候,千万不要幻想着在探测器上安装发电机。能量守恒定律从来不会让人有“可乘之机”,认真研发新型燃料以及能量来源,这才是我们真正应该努力的方向。

除此以外,其实我们还可以加深对宇宙引力的理解。要知道许许多多的彗星在太空之中飞行,自身是没有任何动力装置的。在这一点上,或许我们也可以进行相关的思考,让我们人类的太空探测器,在可控的前提下,如流星般滑向宇宙深处。

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速度要求

有了足够的动力资源,穿越过太阳系自然就是可以预见的现实,可这个时间跨度是否过长了些?以旅行者一号的飞行速度为例,现如今能够达到的速度为每秒十七千米。就这个速度而言,绝对超过了地球上所有交通工具的运行速度,可在太空之中,这样的速度依旧不够看。

当有关旅行者一号已经飞出太阳系的言论出现之时,北京天文馆馆长朱进就第一时间做出了回应。以目前的速度来看,旅行者一号想要真正离开太阳系,至少还需要3万年左右的时光。

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可我们人类是否能够在太空之中支撑3万年的时间呢?答案自然是否定的。想要能够在短时间内飞出太阳系,我们需要提升的速度绝对不是常人所能够想象的。

不过值得一提的是,在不同的天文学家眼中,对于太阳系的界定划分不一样。这也是为什么有不少天文学家,坚持认为旅行者一号已经成功飞出太阳系的重要原因。可事实上,我们想要真正地见到太阳系之外的太空,就不得不突破奥尔特云的阻碍,这和不同的界定划分并没有什么冲突。

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除此以外,当速度真的达到了光速或者接近光速的时候,我们还要做到避免与太空中的其他天体碰撞的事件发生。宇宙的确辽阔无垠,可假设真的出现了这样的情况,那人类根本没有任何反应时间和反应能力来应对这样的情形。

可怕的相对运动

从17世纪开始尝试地外探索一直到今天,在几百年的时间跨度里,人类能够让太空探测器的速度达到17km/s,其实已经算是一个很不错的成就。可当我们将视野放在天体运动速度上时,17km/s的速度根本不算什么。

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根据研究资料显示,地球在宇宙中的移动速度大约为600km/s,而太阳系在宇宙中的移动速度也高达240km/s。在这样的情况下,当探测器突破了太阳系的影响范围之后,究竟会以一个怎样的速度继续前行,这是我们无法预测的。

举一个简单的例子,整个太阳系就像是一趟在宇宙中前行的高速列车,而我们人类只不过是列车上的乘客。我们现如今所发射的太空探测器在太阳系中运动的情形,其实也就像人类在高速列车内部的不同位置上走动而已。可一旦我们所发射的探测器以某一个速度离开了这列列车,它又会如何运动呢?

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如果是在地球上,当速度相同的时候,我们会和物体处于一种相对的平衡状态之中;当物体速度小于列车速度之时,会很快被甩在列车身后;只有当速度大于列车的速度,才会冲在列车之前。可如果是在太空之中,谁也无法预料可能会发生的情况。

也正因如此,太空探索远比普通人想象的困难得多。当我们将速度,能量以及时间等一系列问题解决之后,宇宙中的引力的影响,也会给我们带来一定的困扰。我们相信在未来的某一段时间内,人类或许真的有机会能够成功的飞出太阳系,但这个时间究竟什么时候到来,谁也无法保证。

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结语

很多人会想,我们为什么要不停地寻找地外星球或者地外生命呢?只要好好地保护我们赖以生存的地球不就可以了?。事实上,这主要有以下几方面的原因。首先是对地外探索的认知,本来就是人类好奇的天性,也是我们必须要经历的一个过程;其次则是防患于未然,在未来可能发生些许变故的时候,我们能够及时地逃离险境。

不仅如此,以霍金为代表的一些科学家还都提到,宇宙并非是平静的,宇宙中的危险也绝对远超人们的想象。在这样的情况下,如果我们对宇宙没有任何一点了解,没有任何一点防御能力,文明的消逝也不过是弹指一瞬间。因此,发射探测器前往外太空,绝对是十分有必要的。虽然现如今我们并没能取得多少成就,但这美好的愿望,必将激励一代又一代人为之努力奋斗。

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