225億公里外,旅行者一號突然減速,人類被困在太陽系?

薛定諤的貓 2021/07/29 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

目前距離地球最遠的人造飛行器,是1977年發射的旅行者一號, 此刻的它遠在225億千米之外,正以16.9km/s的速度繼續向宇宙深處挺進。

理論上來說,在沒有阻力且極度空曠的太空中,旅行者一號的速度是不可能發生改變的,至少不可能變慢,但事實卻並非如此。

2021年5月發表在《自然天文學》上的一篇論文顯示, 旅行者一號曾在225億千米外「聽到了」神秘的嗡嗡聲,且自身的速度也因此變慢了,根據相關科學家的說法,這種嗡嗡聲和旅行者一號的速度減緩,都是星際等離子湍流引起的,但在太陽系邊緣這種蠻荒之地,為什麼會有這種等離子湍流呢?

太陽系邊緣的異常情況

旅行者一號發射35年後的2012年9月,已經處於節能模式下的它檢測到宇宙射線強度忽然大幅度升高,把這些數據傳回地球后, NASA認為旅行者一號已經飛出了太陽系日球層,進入了真正意義上的星際空間,所以宇宙射線的強度才會飆升。

但NASA的這一消息傳到中文互聯網上後, 卻畸變成了「旅行者一號已飛出太陽系」,然而太陽系半徑足足有一光年,以旅行者一號目前的16.9km/s速度,至少還需要3萬年才能真正飛出太陽系,現在只是剛飛出日球層而已。

時間流轉到2017年,通過對旅行者一號過去數年來回傳資料的總結,科學家們發現旅行者一號飛到 距離地球10個天文單位,也就是15億公里時曾發現過一種神秘等離子駐波,最神奇的是這種駐波後來還被證明是太陽引發的。

我們能飛出太陽系嗎?

很多文章中提到的太陽系邊緣「等離子牆」,其實只是太陽日球層與星際空間的分界線,它雖然會或多或少影響航天器的速度, 但只要航天器速度超過16.7km/s,也就是超過第三宇宙速度後,便絕對能飛出太陽系,區別只是時間長短而已。

上世紀末到本世紀初,地攤文學還曾出現過「特斯拉太陽系皮殼理論」,這種偽科學理論虛構了一個包裹太陽系的皮殼,謊稱人類永遠都無法飛出太陽系,但現在我們都知道這就是徹徹底底的偽科學陰謀論, 真正制約人類飛出太陽系的其實是宇航推進技術。

從最早的投石索到弓箭,再到今天的子彈和火箭,人類的推進技術在本質上其實沒有什麼區別,純粹就是反作用力而已。

推進方式的革新

在航空航太領域,用巨額燃料運送一點小小的載荷到近地軌道就需要海量資金支援,如果是送到月球或者火星的話,所耗費的資金又會上升幾個數量級,而這一切的根源就是化學動力火箭的低效。

因為採用化學動力和引力彈弓,旅行者一號才會在日球層附近被高能粒子減速,如果旅行者一號最初是用核聚變甚至是反物質推進的話, 高能粒子們根本不可能影響航天器的速度,甚至還能在日球層邊緣再來一次加速,更快飛出太陽系。

現有理論的極限在哪裡?

愛因斯坦的廣義相對論認為,宇宙的時空結構並不像看起來那麼牢固,而是可以被引力所扭曲的,黑洞就是引力扭曲時空的典型例子,但它還不是最極端的例子。

如果把宇宙想象成一張紙,那麼最極端的時空扭曲便是把這張紙對折,然後用捅窟窿的方式連接紙上兩點,從而突破二維平面上「兩點之間直線最短」的束縛。

而在巨觀上呈現三維空間+一維時間的宇宙中,太陽系內與太陽系外的時空是可以被扭曲到一起的,產生的效果就是科幻作品中經常出現的「蟲洞」,但關於生成蟲洞所需的奇異物質和負質量,科學界目前還沒什麼頭緒。

總體而言,現有理論的上限還是很高的,就算未來人類物理學停滯不前,現有理論也足以讓人類遨遊整個宇宙, 畢竟今天的人類聯手中理論的百分之一都還未充分應用,未來的前景還很廣闊。

 

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