就在人類航天領域蓬勃發展的時候,一個悲觀的消息可能會給大家「潑冷水」。
人類可能永遠也無法飛出太陽系,因為在幾百億公里之外,有一道溫度高達49427攝氏度的火墻阻擋了人類的前進的步伐,太陽系也許就是桎梏人類「囚籠」。
這個火墻也被稱為日球層頂,是太陽風所能抵達的最遠距離,在這里,太陽風和星際介質以及輻射相互作用,形成了一道天然的屏障。
日球層形態模擬
整體來看,就像是一層包裹雞蛋的囊,呈現不規則的橢圓形。
它的熱量主要來源于太陽風和星際介質產生的震動波,受到震動波的影響,當中的分子活動異常活躍,最高可以達到49427攝氏度。
作為「肇事者」之一的太陽風,也成了它的熱源之一。
太陽風
太陽風來自太陽的內部,當太陽內部的粒子達到一定的活躍程度之后,便會逃逸出一種高速穩定的粒子流,它的性質和液體、固體的運動相似,都能對所過區域產生極大的破壞。
由于在真空環境當中,太陽風是可以無限延伸的,但是當它運到星際介質就會停下來,形成日球層頂,太陽內部的一部分溫度,也被攜帶了過去。
一般來講,太陽風的秒速為350千米到450千米之間,相比較之下,地球上的12級台風秒速不過35米,就已經有了毀天滅地的力量,太陽風的破壞力不言而喻。
運動中的太陽
它會對沿線的天體造成危害,就連人類漂浮在太陽系當中的航天設備也難以幸免于難。
這個時候問題便來了,我們距離太陽這麼近,為什麼沒有受到太陽風的影響?
這是因為,地球有一個磁場在保護著我們,當太陽風抵達地球磁場的時候,便會「繞道而行」。
地球磁場抵擋太陽風
但有一部分高速粒子流會穿越地球的上空,并在極地地區形成美麗的極光。
這將近5萬攝氏度的火墻和人類無法跨越出太陽系有什麼關系呢?
要知道,旅行者姐妹號已經先后穿越過了日球層頂,來到了人類從未涉及的星際介質地帶。
如果它只是溫度太高,我們完全可以制作出強大的隔熱材料,人類飛出太陽系也只是時間問題。
旅行者一號與二號的軌跡
但我們必須明確的一點是,航天設備飛出太陽系,和人類飛出太陽系是不一樣的。
就像是航天領域當中,載人航天和飛船上天難度簡直不是一個量級。
飛船也許能夠飛過太陽風和星際介質形成的日球層頂,這是因為它的材質特殊,但是人體是脆弱的,別說5萬度的高溫,就是100度的高溫也無法承受。
而且,要跨越日球層頂不僅是溫度的問題,而且當中還有產生的大量震波,當它和物體碰撞的時候,就會產生一種沖擊波。
由于這種震波具有穿透性,科學家很難驗證它對人體究竟會造成怎樣的危害。
日球層結構模擬
再者,日球層頂也沒有大家想的那樣平和,其實從本質上來講,所謂的日球層頂是太陽風推著星際介質所能抵達的最遠區域。
在這里,太陽風和星際介質的力達到了一種動態平衡,一旦這種平衡遭到破壞,反饋的力大到可以將一個行星推動,如果此時飛船處于其中,勢必是很危險的。
值得注意的是,雖然日球層頂的溫度近5萬攝氏度,但是由于當中的粒子密度很低,實際上的溫度遠遠低于這個數值,否則旅行者姐妹號早就在這樣的溫度當中,化為了一灘鐵水。
所以,日球層頂算得上是太陽系對人類的一種禁錮,但是它也在很大程度上保護了太陽系不會受到有害星際介質的「騷擾」。
太陽系結構圖
科學研究表明,在人類目前已認知的恒星系統當中,唯有太陽風能夠直接被人類觀測到,對于人類研究宇宙的本質有著極大的意義。
除此之外,飛船的速度成為了限制人類的另一因素。
一般來講,只有達到第三宇宙速度的飛行物體,才能順利離開太陽引力的束縛來到星際空間。
第三宇宙的速度大約為16.7千米每秒,當初旅行者姐妹號借助了眾多行星的「彈射」作用,并將內部的核電池運用到了極致,才達到了這個數值。
宇宙速度
人類固然有技術將飛船的速度提升到這個數值,甚至是接近于光速,但你真的敢坐嗎?
當速度超過1馬赫之后,就會對人體造成嚴重的損傷,往往是人在前邊跑,魂在后邊追。
假如飛船載人的速度直接達到第三宇宙速度,那麼它對于人體的傷害將是難以估量的,你很有可能在其中出現血管爆裂等情況,別說是飛離太陽系,能活著飛出地球就不錯了。
宇宙飛船構想圖
至于所謂的光速飛船,更不是人能夠坐的。
如果速度太慢,人們一輩子可能都抵達不了日球層頂,期間還有可能受到行星的引力作用,偏離原本的軌道。
人家旅行者姐妹號憑借彈弓效應的作用,足足飛了幾十年才抵達了日球層頂,一個人的一生能有幾個幾十年呢?
不管太慢還是太快,似乎都很難穿越日球層頂,這也成為人類的最大限制。
從廣義上來說,日球層頂并不是太陽系的邊緣,有的科學家認為,奧爾特云才是太陽系真正的「外殼」。
奧爾特云位置
在太陽形成之初,奧爾特云就已經出現,在演變的過程當中,逐漸脫離了太陽的引力束縛,并且不斷膨大,從太陽當中剝離了出來。
因此,奧爾特云才是太陽系真正的「雞蛋殼」,而它的直徑大約有2光年,以目前的人類技術來講,就算是乘坐旅行者姐妹號飛上5000年,就無法抵達該區域。
人類走出太陽系,似乎進入到了「死胡同」。
但人類的未來是有無盡可能的,就像《流浪地球》展示的那樣,人類帶著地球流浪的想法都實現了,我們還有什麼做不到的呢?
流浪地球構想
帶著地球流浪確實是一個走出太陽系的絕佳辦法,由于地球自帶的磁場,它可以替我們阻擋滯留在日球層頂的風和星際介質。
同時,在地球重力作用的影響下,即使超過了第三宇宙速度,也不用擔心人類會受到傷害。
但人類想要達到電影中的那種程度,需要的時間恐怕比電影當中展示得更長。
至少不是完全沒有可能性,不論是行星發動機還是太空電梯,都在理論上驗證了可行性。
太空電梯構想
最后,也是最重要的一點,航天領域是關乎全人類的事情,如果人類不能團結起來,一同致力于域外星系的探索,那麼再完美的理論,也終究是紙上談兵。