探测器到达216亿千米外,得到一个悲观的结果:无法飞出太阳系
阿尔伯特·爱因斯坦
人类从诞生的那一天起,就开始不断抬头仰望星空,思考:天上的这个世界是什么样子?我们有希望上天看看吗?正是人类这种深深烙印在骨子里的 探索 基因,让人类在进入文明时代之后,发展速度非常快,用了短短的5000多年,我们就走上了 科技 发展的道路。
科技 时代的到来,让我们飞天的梦想终于有了实现的可能,上个世纪50年代,人类终于走出了地球,看到了浩瀚的宇宙星空。而随着人类 科技 的不断发展,我们也在不断 探索 地球的 历史 , 探索 生命的奥秘,而在 探索 地球 历史 以及生命演化的过程中,科学家发现一个我们不得不面对的事实,那就是地球的生命存在轮回。
地球有着46亿年的 历史 ,而最早的生命诞生于38亿年前,那么这一段漫长的生命史,进化演化之路是否一帆风顺呢?当然不是,事实上,地球的生命进化之路一点也不顺利,在数十亿年的岁月里,地球生态发生过多次大巨变,无数次小巨变,每一次的生态变化都会给生命的进化生存带来巨大的威胁。
我们都知道,地球的生命史虽然有38亿年,但是直到5亿年前,生命才迎来了一次大爆发,各种复杂高级的生命才开始大量出来。而在此之前的33亿年里,由于生态的各种限制,生命一直发展不起来,可见生命的进化之路有多么的艰难。
即使是在5亿年前迎来了生命大爆发,可是在随后的数亿年时间里,生态环境并没有让生命的进化之路一帆风顺,而是同样带来了五次生存巨变,引发了五次生物大灭绝,最严重的一次地球的生命灭绝了96%,差点就让生命彻底终结重启。
通过这些研究发现,我们明白,地球的生态在未来还会发生巨变,第六次生物大灭绝也会到来。若是人类一直呆在地球上,那么等待我们的可能将会是跟恐龙一样的命运,而要摆脱恐龙一样的命运,那人类就要走出去,寻找其他适宜人类生存的新家园。
所以,人类在走出地球之后就开启了对太阳系的 探索 ,左右是跟地球同处宜居带的金星和火星,它们跟地球有许多相似之外。可是后来的探测结果却发现,金星是一个炼狱星球,表面的温度高达460摄氏度,而且各种环境非常恶劣,不适合生命和人类的生存。
火星的情况虽然比金星要好一些,但是它同样不是天然适宜人类生存的星球。经过改造,火星可以让一部分人类生存居住,但它不是人类最终的新家园。而要寻找新家园,我们还是需要将目光放在太阳系之外的其他星系上,于是科学家在1977年发射了旅行者1号,它是一个太阳系外探测器,终极目的就是飞出太阳系,飞向茫茫的宇宙。
旅行者1号经过木星和土星的两次加速,速度达到了每秒17千米,这是一个在我们看来超快的速度,以这个速度,旅行者1号在2012年8月25日穿越日球层,成为第一个穿越太阳圈进入星际空间的飞行器。
如今旅行者1号已经到达216亿千米外的星空,这是人类的一个骄傲,是人类史上从未踏足过的星空。当我们为旅行者1号感到骄傲的同时,它也为人类带来了一个悲观的结果:无法飞出太阳系。没错,旅行者1号的速度虽然非常快,达到了每秒17千米,可是这个速度是无法飞出太阳系的。
可能在不少人看来,太阳系的范围就是太阳圈,也就是日球层顶,只要穿越太阳圈就是出了太阳系。这是早期科学家的认知,可是随着人类观测技术的不断提升,我们观测发现,太阳系的外围还有一个更回庞大的星云结构-奥尔特云,这是一个厚度达到了一光年的星云层,其中有大量的天体和尘埃存在。
而旅行者1号穿越太阳圈之后,同样也得到了这样的一个结果,从理论上来讲,星系内的物质是要大于星际空间的,这一点其实很好理解。宇宙中的物质主要是向大质量天体附近聚集,而星系是宇宙的基本单位,大量的物质都集中在星系内,而银河系内的大量物质除了向中心聚集之外,那就是聚集在恒星系内。
而在恒星系之间的星际空间中,物质是较小的,只有我们确定了观测到的星际物质比星系内明显减少,才能够认为飞出了太阳系。可是旅行者1号穿越日球层顶之后,监测到的结果却是,太阳圈之外的物质密度反而比太阳系边缘的带要多不少,这说明旅行者1号可能还没有真正走出太阳系,只不过是穿越了太阳圈。
如果太阳系的范围算上奥尔特云,那么直径至少达到了2光年,而旅行者1号目前航行的这点距离只不过是九牛一毛,以这个速度要飞出太阳系,至少还需要1.57万年。这个时间对于人类文明来说,是无比漫长的。
那么人类想要走出太阳系,至少需要什么样的速度呢?根据科学家的研究,以太阳系新的范围划分,我们至少要实现亚光速飞行才有希望走出太阳系,以1%的光速穿越太阳系需要400年,以10%的光速穿越则需要40年。再结合人类的寿命比较短暂,我们不大可能花费400年去走出太阳系,宇宙复杂恶劣的环境只允许我们短时间内走出太阳系。
所以,花费40年的时间走出太阳系,人类还可以勉强接受,这样的话飞船的速度至少要达到10%光速。当然,这样的速度也仅仅是能够让我们走出太阳系,可是想要 探索 离我们最近的恒星系还是远远不够,要知道距离地球最近的恒星系也要4.2光年。
因此,人类想要在短时间内 探索 太阳系附近的星系,寻找适宜人类生存的第二家园。那么飞船的速度至少要实现30%以上的光速。宇宙中跟地球相似的类地行星是非常多的,目前科学家通过天文望远镜在数千光年内,已经发现了不少的类地行星,其中有一些跟地球非常相似,猜测可能适宜人类生存。
可是这些我们看好的类地行星,距离我们都在在百光年以上,想要到达至少需要更强的亚光速,例如90%以上的光速。而对于更加遥远的星系,则需要超光速飞行才行,这对于我们来说还太过于遥远。
地球的生态恶化正在不断加速,我们寻找第二家园不可能去太远的地方,只能在太阳系附近寻找。可是要实现30%的光速飞行,不是一件容易的事情,至少需要人类的能源技术发生质的变化,出现一种更加强大的能量才行。可控核聚变或许可以初步满足要求,而要实现这个技术,科学家也无法给出具体的时间,有可能是50年,100年,也有可能还需要数百年。
不管如何,走出地球,走出太阳系寻找第二家园,是人类能够延续生存下去的保障。不管前方有多么困难,我们也要一一克服。
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