人類真的飛不出太陽系?旅行者2號遇「火墻」阻擋,溫度達49427℃

天空之城 2022/08/13 檢舉 我要評論

旅行者號兩姐妹飛行了40余年,先后進入了 星際空間

然而,在這之前,它們需要突破一道「火墻」,這道「火墻」的溫度在 49427℃,這面墻是狹義上的太陽系邊界。

太陽系的天體們

旅行者2號想要徹底離開太陽系,困難重重,這面「火墻」還不是終極阻攔。

在它之外,還有 一直沒有被確定的奧爾特星云。它究竟是人類 失敗的假設,還是確有其物,只有等旅行者號到了那里才能知道。

然而,旅行者號的電量能夠支撐到那天嗎?

奧爾特星云的位置

太陽系的「火墻」

旅行者2號旅行者1號的姐妹,雖然是2號,但是它比1號早一步發射。

因為中途改道去 探索天王星和海王星,所以它比旅行者1號 晚一步進入星際空間

進入星際空間的標志,就是穿越了太陽層頂,又稱 日球層頂

這里是 太陽風能夠達到的最遠邊界,也是太陽相關粒子能夠去往的極限。

穿越日球層頂

太陽雖然是整個太陽系 質量最大的天體,占據了整個恒星系 總質量的99.99%,但是組成它的主要成分卻是宇宙最小的兩種原子 氫和氦

太陽的表面如同一個 巨大的核聚變反應堆,在這過程中,會 輻射出高能粒子,以 200-800千米/秒的速度飛向太陽外。

然而,受制于太陽的引力,它們最遠只能到達 120個天文單位遠的地方,形成了大約 7500萬千米厚的一面「墻」。

這面墻對于太陽系說是一個保護障,它會阻擋 太陽系之外的宇宙射線進入,保證了絕大部分太陽系天體的安全。

「火墻」示意圖

可是對于想要飛出太陽系的旅行者號兩姐妹來說,這是一個堵「火墻」。

因為墻是由 高能粒子組成,本身就具有很高的溫度,加上旅行者2號在穿越的過程中與其發生摩擦,最終產生的溫度高達 49427℃

這個溫度超過了地球核心的 4000℃,甚至超過了太陽表面的 6000℃

旅行者2號在「脫了一層皮」后,于 2018年完成穿越,正式進入星際空間。

接下來等待旅行者號的,又將是什麼呢?

太陽系八大行星外加柯伊伯帶

奧爾特星云

人類對于太陽系邊界的認識,一直都在刷新。

最初,人們認為海王星就是太陽系的最外層,然后冥王星被發現了。

然后,人們以為冥王星是太陽系的邊界時,冥王星被降級,逐出行星成為 矮行星,并且它所在的位置叫做 柯伊伯帶

人們在發現柯伊伯帶之后,找到了它最外面的 「天涯海角」,并認為這是 太陽系最遠的天體

之后,旅行者1號和2號先后在飛越柯伊伯帶之后遭遇「火墻」,這表明 柯伊伯帶并不是太陽系的最外層

柯伊伯帶的位置

在太陽系中,有一種天體的來歷一直是迷,那就是 彗星。人類的探測器已經先后光臨了小行星帶、柯伊伯帶,卻并 沒有發現彗星的起源地

根據 質量守恒定律,它 不可能是憑空出現在太陽系內,這說明在距離太陽更遠的地方,還存在著另外的區域。

早在1950年,荷蘭天文學家 奧爾特就曾假設,在 太陽系的最外層籠罩著一片星云,它是大約46億年前太陽系形成時期 殘留下來的

這里的主要成分是 氫氣、氦氣、塵埃以及彗星,這團星云會 受到太陽引力的作用,所以某種程度上它還算做 太陽系的范圍

彗星光臨地球

越來越多的天文學家們相信這團星云存在,于是將其命名為 奧爾特星云

并且還通過計算得出,奧爾特星云距離太陽約 50000~100000個天文單位,延展范圍有大約1光年。

那麼為什麼我們不能用天王望遠鏡觀測奧爾特衛星云呢?

要知道人類發射的 哈勃空間望遠鏡拍攝到了宇宙中各色各樣的星云,比如 老鷹星云、創世之柱,怎麼它就拍不到奧爾特星云?

人類找不到奧爾特星云的原因在于, 只緣身在此云中

著名星云創世之柱

因為星云的密度非常小,主要的成分是氫、氦氣體以及少量其他原子,所以星云很容易被宇宙中的其他光給掩蓋掉。

我們從太陽系向往觀察,奧爾特星云會被 太陽的光,以及太陽系以外的光干擾,導致天文學家無法斷定那是星云還是塵埃。

想要判斷奧爾特星云是否真的存在,那麼我們就需要旅行者號兩姐妹親自前往。

可問題是,兩位旅行者的電量還能支撐到奧爾特星云嗎?

旅行者2號

即將耗盡的電池

旅行者2號雖然排名老二,但是它卻比自己的姐妹旅行者1號早發射,原本它應該是第一個進入星際空間的探測器,但是因為中途改道去觀測天王星和海王星,導致它的旅行腳步晚于1號。

不過旅行者2號中途的改道收獲頗多,人類第一次近距離獲得了天王星和海王星的數據,并且還發現了兩者的很多衛星。

同時,這也耗費了旅行者2號寶貴的能量,從2010年開始,旅行者2號就在 逐步關閉自己的部分功能,并在2020年以后 不再傳回信息

NASA預計,旅行者2號將在 2025年徹底耗盡電量

旅行者號將在2025年后徹底消耗完電

它的姐妹旅行者1號的情況也差不多,因為略過了探索天王星和海王星的步驟,讓它的電量稍微更加充裕,于是它在 64億公里的地方,為地球拍攝過一張照片,就是那張著名的 0.12像素的地球

那是一張高清的漆黑宇宙,在 64萬像素的照片上, 地球僅僅只是一個小點,共計0.12像素。我們所有人,就生活在這枚小點上。

不過旅行者1號的電量也會在2025年耗盡,如果在這之前兩姐妹沒能到達奧爾特星云,就算之后到達,人類也無從知曉。

那麼人類能否能飛出太陽系?

在64億公里外拍攝的地球

飛越太陽系

NASA的工程師在設計旅行者1號和2號的時候,就相奔著飛躍太陽系設計的。

NASA利用了 176年一遇的行星排布,先后利用 木星、土星的強大引力作為彈弓,為兩位旅行者提速,最終達到了第三宇宙速度。

即便在2025年旅行者號系列耗盡電量,它們也能 依靠慣性保持目前的方向和速度,繼續飛行。

按照天文學家計算出來的奧爾特星云數據,旅行者號需要大約 3到4萬年的時間,才能徹底飛出太陽系。

當然,不排除奧爾特星云之外還有未知的邊界。

旅行者2號的引力彈弓

旅行者1號和2號還攜帶著黃金打造的 金唱片和金名片,上面記錄了人類的語言、各種動物的叫聲、地球所在的位置、以及我們人類長什麼樣。

NASA的工程師希望在未來它們被外星文明發現,或許那個時候地球上已經沒有人類了,旅行者號作為漂流瓶, 證明人類曾經來過

金唱片和金名片可以在宇宙中保留 10億年的時間。

旅行者金唱片

或許穿越太陽系對于旅行者號來說 只是時間的問題,對于人類來說, 一代人的壽命無法見證旅行者號離開太陽系的壯舉

人類的足跡僅僅只到了月球,某種程度上,月球屬于地球的引力范圍內,因此人類還沒有徹底離開地球。

能源和壽命是人類目前無法克服的 兩個難關,即便是人類科技最先進的 核電池最大的極限也是100年左右,飛躍太陽系完全不夠。

核電池原理

前蘇聯天文學家 卡爾達舍夫曾提到 宇宙文明等級是有差距的,人類還沒有達到能夠在太陽系隨便穿梭的程度。

人類需要實現 二級文明才有能力飛躍太陽系

理論物理學家 加來道雄則預測,人類實現一級文明需要 100到200年,實現二級文明需要 1000到2000年的時間。

宇宙等級的提出者卡爾達舍夫

或許,就像旅行者1號和2號離開太陽系只是時間問題一樣,人類離開太陽系也只是時間問題。

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