我們能夠離開太陽系嗎?對于這個問題,沒有一個確切的答案,畢竟在浩瀚的宇宙面前,人類渺小得連沙粒都不如。
太陽系結構
此前,旅行者號跨越太陽系的遭遇,向人類表明,人類或許永遠也無法離開太陽系,即使是以光速也不行。
旅行者號是上世紀美蘇爭霸當中,美國向太空發射的兩顆無人探測器。
旅行者號結構
它的目標是飛往遙遠的宇宙深處,期間它們也會采集太陽系的相關數據信息,補充長久以來天文學界對太陽系認知的空白。
旅行者號先后與土星、天王星「擦肩而過」,為人類傳回了珍貴的照片。
在該探測器上,還裝載了多國語言組成的唱片以及有關人類的信息。
旅行者號上的金唱片
唱片由特制的貴金屬打造而成,可以保存10億年之久,也就是說,即使旅行者號在受到宇宙風化的影響,唱片仍舊能夠保存得相當完整。
唱片像是漂流瓶一般,或許會被外星生物拾取,成為兩個星球文明的交匯點。
這也是旅行者號此行的目的之一。
2012年,旅行者號成功穿越太陽的日球層進入星際空間,在此之前,它遭遇了高溫炙烤,向人類表明,想要穿越太陽系是一件多麼困難的事情。
旅行者號運行軌跡
而高溫的來源,正是包裹著八大行星在內的日球層。
日球層的邊緣有著幾萬度的高溫,被人們形象地稱為火墻,火墻之所有如此高的溫度,與太陽粒子有關。
由于太陽內部的強大核聚變,每時每刻都能產生大量的高能粒子,這些粒子帶有高溫,能夠散射到很遠的地方。
它們散射的盡頭就是「火墻」的所在地,高能粒子們在該處累積下來,維持著日球層邊界的高溫。
日球層
據天文學家初步估算,這里的溫度大約為5萬攝氏度,幾乎是太陽表面溫度的10倍。
面對如此高的溫度,旅行者號又是如何穿越的呢?難道它的表層不會融化嗎?
在回答這個問題之前,我們必須要了解溫度的概念。
溫度是衡量粒子運動快慢的標準,而日球層邊緣的是真空環境,當中的粒子密度并不高,因此產生的熱量也沒有大家想象的恐怖。
只要不直接觸碰到活躍中的粒子,旅行者號的體感溫度,可能也就幾百上千攝氏度。
雖說對機器來講,屬于可接受范圍,但是對于人類來說,卻是致命的。
如果未來,人類試圖乘坐飛船越過日球層,不得不考慮飛船的恒溫效果。
飛船翱翔在宇宙
更加重要的是,這些高能粒子長期與宇宙射線交匯,本身的性質很有可能超出了天文學家的認知。
換句話說,處于日球層的高能粒子也許具有穿透性,當它進入到人類體內,誰也說不準會造成怎樣的影響。
如果接觸了宇宙射線的高能粒子具有穿透性,而且對于人類來說是致命的。
那麼太陽系就像是桎梏人類的牢籠一般,人類將永遠無法走出其中,即使達到光速也不行。
凡事都有兩面性,日球層在禁錮人們的同時,它也為人們阻擋了來自宇宙的有害射線。
如果沒有日球層的存在,地球的生物很有可能在幾億年前,就因為不知名的宇宙射線給盡數消滅。
宇宙射線
當然,人類沒法離開太陽系的原因,不僅是因為有一層火墻的阻撓,而且還與太陽系的邊界有關。
在天文學界當中,太陽系的邊界劃分并不明確。
有的科學家將火墻當做太陽系的邊界,因為這里是太陽的高能粒子抵達的最遠區域,也是星際介質的停留之處。
太陽高能粒子
另一批科學家提出,遠在天邊的奧爾特云才是太陽系的邊界。
因為奧爾特云是太陽系誕生之初脫下的「外殼」 ,由于本身的特性,在不斷向外擴張。
如果后者的說法為真,那麼人類走出太陽系將變得遙不可及。
要知道,奧爾特云的最大半徑大約為1光年,也就是說,憑借著光速日夜兼程也要走一年的時間。
奧爾特云形態
人類引以為傲的旅行者號,至少需要1.7萬年的時間才能抵達。
理論上來講,要是人類制作出光速飛船,就能在太陽系當中自由穿梭。
但是實際上,就算光速飛船被制造出來,也沒有人敢乘坐上去。
更快的速度節省時間的同時,也給其中的物體帶來了巨大的負擔。
別說是光速,就是音速飛行狀態,也是人體不能承受的,而光速是音速的88萬倍,人類一旦乘坐上光速行駛的飛船,恐怕會瞬間解體。
所以,單純想要依靠光速走出太陽系是不太現實的。
光的飛行
與其考慮如何制造出光速飛船,不如解讀一下愛因斯坦的蟲洞理論,在空間跨越方面下功夫。
這是否意味著,人類將永遠被禁錮在太陽系當中呢?
這是不確定的事情,以目前的人類技術水平來看,別說走出太陽系,就是走出地球,都不是一件簡單的事情。
但是,我們從另一方面來考慮,人類的近代科學興起到如今,不過幾百年的時間,就已經取得了如此成就。
要是再給我們幾千年、幾萬年的時間,人類的科技又能夠達到怎樣的水平?讓人無比期待。
所以,走不出太陽系也許只是我們認知的不足,沒有找到合適的方法。
正如費米悖論當中指出的,高級智慧生物都有向外擴張的想法,人類作為宇宙中的智慧生命體,是不會被禁錮在太陽系的。
未來,我們的足跡不僅要踏遍太陽系,還要在銀河系當中自由地穿梭,甚至是來到更遠的仙女座星系。
這一切的前提,都需要人類有足夠的速度。
根據天體的運行速度和引力影響,天文學家提出了宇宙速度的概念。
第一宇宙速度是脫離地球重力,來到地球軌道必須要達到的速度,其數值大約為7.9千米每秒。
第二宇宙速度脫離地球引力的速度,根據地球的有效引力范圍和距離,再根據飛行器的動能,得出的最低速度。
該速度大約為11.2千米每秒。
第三在宇宙速度是超脫太陽引力束縛的速度,大約為42千米每秒,低于這個速度就會在太陽系中「打轉轉」,真正意義上的永遠也無法走出太陽系。
太陽具有強大的引力
第四宇宙速度是飛出銀河系的速度,大約為110千米每秒。
第五宇宙速度是飛出本星系群的最低速度值,大約為1500到2250千米每秒,由于本星系群的質量并不明確,天文學家只能得出一個估算值。
當然,這些速度在光速面前,都相形見絀,光速每秒約為30萬千米。
但是光速并不能在宇宙「橫著走」,一旦遇到黑洞,也無法逃離其引力束縛。
黑洞
可見,人外有人,天外有天,神奇的宇宙究竟還有多少人類未知的存在呢?沒有人清楚,只要我們保持一顆求知的心,就一定能在未來的某天得到答案。