人类飞不出奥尔特星云(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。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。

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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。

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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。