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旅行者号的遭遇证明,人类或许很难离开太阳系,即便是光速也很难

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自从20世纪初人类开始进入太空时,我们的探索之旅从未停止过。 最初的火箭试验、卫星发射,再到后来的载人登月计划,人类的脚步不断向着更远的目标迈进。 我们探索太空的努力不仅仅是为了满足好奇心,更是为了从中获取对地球和人类自身的深刻理解。

太空探索带给我们的不仅仅是科学上的突破和技术上的进步,更是一种意识的觉醒。当我们站在地球的边界,俯瞰着它的脆弱和无垠,我们开始思考我们自己的存在与意义。太空探索让我们意识到,我们是这个宇宙的一部分,我们的命运与宇宙息息相关。这种宏观的视野不仅让我们更加谦逊,更让我们更加勇敢地面对挑战和困难。


(相关资料图)

太空探索的背后,是无数科学家、工程师和宇航员们的辛勤努力。 他们不畏艰辛,不惧风险,为了人类进步的大业默默奉献。每一次太空任务都是一次对技术极限的挑战,是一次对人类智慧和勇气的考验。每一次成功的发射,每一次载人登陆,都是人类智慧与毅力的结晶。他们的工作不仅仅改变了我们对太空的认知,更改变了我们对自己的认知,激励着我们追求更远大的目标。

随着人类登上月球,发射越来越多的卫星和探测器,现在甚至在探讨移居火星的可能性。 越来越多的人认为,人类终将突破速度的限制离开太阳系,而那一天将很快来临。然而早期我们发射的旅行者号却表明,人类可能没法“离开”太阳系。

1965年,美国国家航空航天局(NASA)提出了一项名为"大型外行星探测器"的概念,目标在利用行星的引力助推效应,实现多次飞越不同行星的探测任务。然而,真正的旅行者号任务计划是在1967年开始制定的。

1967年,美国科学家发现10年后有一个绝佳的机会,届时木星、土星、天王星和海王星将会形成一个特殊的结构,在此期间发射的飞行器将能够借助它们的引力进行飞行,也就是利用著名的引力弹弓效应给探测器加速,这将减少探测器所需的的燃料和时间,使得探索太阳系的外行星成为可能。 于是1977年,旅行者1号和旅行者2号两艘探测器分别发射升空,开始了他们的历史性任务。

旅行者号任务成功探测了木星、土星,以及它们的卫星和环系。不同的是,旅行者2号继续前往了天王星和海王星,成为第一艘飞越这两个外行星的探测器。 旅行者号两艘飞船都携带了包含人类信息的“金唱片”,它携带的信息可以在宇宙中保存10亿年。 2013年和2018年,媒体先后报道了旅行者号和旅行者2号离开太阳系的新闻,然而事实真的如此吗?

旅行者1号和旅行者2号已经飞行了40多年,它们距离地球分别为240 亿公里和199 亿公里,并且到如今还在持续地飞行中。 然而它们严格意义上来说只是离开了海王星的轨道,并没有真正离开太阳系。

它们目前处于太阳系的外层边界,被称为"太阳系外层空间"或"星际空间"。 它们已经穿越了海王星的轨道,成为了离地球最远的人造物体。 根据NASA的估计,旅行者号探测器要飞行约 30,000 到 40,000 年才能够完全离开太阳系,进入真正的星际空间。 这是基于当前的速度和方向进行的推算。

它们的遭遇使得科学家们得出一个悲观结论:以现在的技术手段,人类根本无法离开太阳系。

人类无法离开太阳系,最主要的原因就是太阳系太大了。太阳系边界具体在哪科学界并没有定论,目前主要有四种区分方法。最常见的一种是奥尔特云。

奥尔特云是一个巨大的、球状的天体云层,被认为是太阳系的外围边界。 它位于远离太阳的极端距离处,大约在太阳系外层空间的 1 光年到 3 光年范围内。奥尔特云中存在大量的冰冻小天体,被认为是彗星的起源。

此外,科学家们根据太阳风的顶点外层,设想出了布希曼云。它是一个虚拟边界,是太阳风与星际介质相互作用形成的区域。 布希曼云是太阳系内的太阳风与星际介质之间的平衡点,标志着太阳系的磁场和带电粒子的影响逐渐减弱。

根据引力的的影响范围,有人认为凡引力所影响的区域都是太阳系,但这种划分办法范围太大,因此并不被人们常用。

其中最简单的办法,就是以行星为边界的基伍带。它是一个位于海王星轨道以外的区域,包含大量的小行星、冰冻岩石和彗星残骸,旅行者号实际上可能就在这个空间。

如今后一步进入所谓星际空间的 旅行者2号已经关闭了大部分的科学仪器,并且在今年7月28日出现失联的状况。 到2025年时,所有科学仪器都将被关闭,仅保留超低能耗的微弱电子信号指示其位置。未来它能不能飞出真正的太阳系,我们也只能凭借着微弱的电子信号判断。

按照旅行者2号现有的速度(17km/s),它要到达奥尔特云起码需要300年时间,而奥尔特云的厚度估计有10万天文单位,并且还在不断扩展。 以旅行者2号的速度,想要飞越奥尔特云起码还需要30000年时间。以这个角度来看,旅行者号两艘飞船可能永远无法飞出太阳系,因为它们的设计寿命是有限的,而且谁也不知道它们将来会遇到什么,也许一颗小天体就能将它们撞得支离破碎。

超长的距离是制约人类的第一大难关。即使经过40多年的发展,我们在速度领域上的突破并不大。 以最乐观的想法,即使我们能达到旅行者号10倍的速度,也需要至少3000年时间才能飞出太阳系,而目前人类的寿命连300年都不到,根本支撑不了如此长时间的星际旅行。

而即使我们突破到接近或达到光速也还面临着第二道难关——宇宙射线。旅行者1号由于一场意外,导致大量科学仪器被破坏,因此没能检测到一些重要的数据。 相对完整的旅行者2号却在距离地球亿公里检测到大量有害的宇宙射线。

宇宙射线具有较高的能量,当它们穿过人体时,可能与细胞和DNA发生相互作用,导致细胞损伤和基因突变。长期接触高剂量的宇宙射线会增加患癌症的风险。 特别是对太空飞行员和宇航员来说,由于长时间在太空中暴露于高剂量宇宙射线的情况下,他们可能面临更高的癌症发生率。

太阳系中的宇宙射线大部分被地球磁场和大气层阻挡,因此人类才可以健康地存活。而在太空中,宇航员们也有强大的宇航服来抵抗宇宙射线。 然而旅行者2号检测到的宇宙射线强度是太阳系内的10倍以上,目前没有任何宇航服能够抵抗。 飞船如果在这里以接近光速的速度飞行,甚至可能会在瞬间解体。因此从现有的科技水平来看,人类根本无法离开太阳系,即使光速也不行。

探索深空一直是人类的梦想。但从现状来看,我们还不具备离开太阳系的能力。 我们必须不断改进宇宙飞船,除了要突破飞行速度外,还需要进一步研究如何防范宇宙射线。

不过我们也不必灰心,数百年前,我们连飞上天空都是奢望。可如今天空中遍布各种飞机,飞行已经成为我们出行的一种方式。人类正一步步实现科技的飞跃,相信终有一天现在发现的问题都将不是问题,你觉得呢?

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