每当我们仰望星空之时,总会幻想着离开地球我们该何去何从?什么时候我们才能离开太阳系,去银河系的彼岸看看?我们又需要多久才能离开银河系,去看看本星系群中其他的耀眼的星群?
然而,近期美国天文学家模拟超光速状态下,飞船飞出银河系的时间进行估算。然而结果却大失所望。
庞大的银河系就如同一个“囚笼”一样困锁着我们,人类可能穷尽一生都无法离开!
银河系到底有多大?浩瀚的宇宙,究竟有多大。对于这个问题,没有人能够给出明确的答复。
我们只能说,人类目前可观测宇宙范围为以456亿光年为半径的球体内。而银河系只是这无边宇宙中,一个非常不起眼的星系。而就在这个不起眼的星系中,一个普通行星孕育了生命。
银河系属于一种棒旋星系,从外观上看,其如同一个巨大椭圆盘。
根据最新的观测显示,这个涵盖太阳系的星系,整体的直径可能达到了10万光年。然而,这一体量放在宇宙中,相对较小。与我们临近的仙女座系,预计其体量和质量将会是银河系的两倍以上。
在其四条鲜明的旋臂上,是恒星系分布更为密集,活跃度也更高。所幸太阳系不在四条主要旋臂上,位于稍黯淡的猎户座旋臂,这给我我们观测太空提供了良好的条件。
初步计算,太阳系位于其半径1/2的位置处。因此对于庞大的银河系而言,地球只不过是其中一颗非常不起眼的行星。
如果按照银河系现在的体量估算,如果使用我们的超光速的飞行装置,在飞抵太阳系边界后,向外再飞3万光年,即可飞出银河系?
然而,对于这一问题,我们只能说理想很美好,现实却很骨感。
人类在宇宙中的飞行情况对于飞离我们所在的星球,恒星系统,星系去看看外面的世界,是我们一直以来的愿望,自人类航天事业诞生以来,我们对于遥远的天空都充满无限的好奇。
上世纪,NASA先后发射了多个探测器对太阳系的各大行星展开近距离的观察,以获取相应的资料。
其中承担探索土星、木星等多个行星任务的旅行者1号和2号,在探测任务完成之后,让他利用各个行星的引力形成弹弓效应,逐步离开太阳系。
同理,此后又发射了先锋者10号,新视野号和先锋者11号三艘飞船,他们本身也是为了近距离探测各大行星所打造的,但后来考虑到效益,也有计划的引导他们向着远离地球的方向行驶。
这也是目前现知范围内,仅有的5艘正在飞离太阳系的飞行器。
他们中一部分已经和地球失去了联系,都承载了关于地球的相关讯息。科学家希望未来的某一天,有一个更为高等的文明可以通过它,认识遥远宇宙中的地球人。
而作为人类探索太空的先驱之一的旅行者1号和2号,是目前距离地球最远的探测器之一。他们分别于2012年和2018年先后分离了太阳系的大行星带,达到了外围区域。
而与之相对的先锋者10号在2003年后开始与NASA失去了联系,2016年时再次发现,目前距离地球约有120AU,在五大探测器中仅次于旅行者1号。
除此之外先锋者11号和新视野号分别距离99AU和40AU。
作为人类智慧文明的载体之一,这五大探测器分别朝着不同的方向行进。但是需要注意的是,目前这五大飞行器还未真正触及太阳系的边界。
即便是最远的旅行者1号,其也仅仅位于柯伊伯带,预计在300年后,它才能完全穿越这片充满小行星的区域,到达太阳系的最外层,奥尔特云区域。此后还需要经过3万年后,才能彻底的飞出太阳系。
可以发现,在飞离银河系之前,我们首先要征服我们所在的恒星系统,即太阳系。
然而,在我们所认识的范围内,酝酿了千年的人类文明,在集合众人智慧所精心打造且发射的探测器,却连太阳系的边界都触及不到。
这个消息,对于很多天文宇宙的爱好者无疑是巨大的打击,同时也可见,相较于无边的宇宙,我们人类的渺小。
飞离银河系的可能事实上,人们离开银河系并不是不可能。首先我们需要解决的便是如何解决引力的问题。
提高宇宙速度,是目前人类能够操作摆脱天体引力的方法。一般的飞机或飞行器,所达到的便是第一宇宙速度,而卫星发射、航天飞船,达到第二宇宙速度。
根据计算和实践,达到第二宇宙速度就可以逃离我们生活的家园——地球。
而光速是当前我们人类在宇宙发现最快的速度,达到了299792458米/秒,我们将其成为宇宙第六速度。
目前,人造物中达到第三宇宙速度的为旅行者1号,如果按照既定的轨道形式,它可以实现飞离太阳系的目标,但是这个速度相较于飞离银河系却远远不够。
从上图我们可以发现,我们摆脱更大质量的天体就需要更大的速度。面对质量更大的银河系,我们所需要宇宙速度需要更快。这一速度具体需要多快呢?
事实也证明,银河系其体量是我们难以想象庞大,同时他在上演着逃逸行为。根据计算,太阳轨道速度达到了220km/s,而银河系的逃逸速度更是达到了惊人的537km/s。
基于他们的相应的速度,1991年,美国的天文学家提出,第四宇宙速度的概念。
他们认为,人们飞出银河系,即摆脱银河系的引力,至少需要达到宇宙第四速度。
这相当于,在借助于太阳系速度的基础下,我们的探测器自身的速度至少需要达到317km/秒,才能飞出银河系。
参照这一数字,我们比对人类目前发射速度最快的探测器。2018年,帕克太阳探测器发射升空,其速度达到了惊人的200km/秒。
这个数字已经远远超过了此前的旅行者1号所为的超越第三宇宙速度。但相较于逃离银河系的速度317km/s,仍有较大的差距。
除了速度之外,我们人类还需要面对更大的难题。相较于宇宙动则千年,百年的星球变化,我们人类的生命仅有短短的几十年,时间成为了我们逃离银河系的一大阻碍。
要知道,距离我们的最远的人类探测器旅行者1号,其在太空中行走1光年就已经耗费了40多年的光阴。
按照这个速度推算,抛去宇宙仍在不断膨胀的情形,我们前往距离我们最近的恒星比邻星就需要近170年的时间。
而这仅是在宇宙状态不变的情况所预测的,但事实上宇宙中大部分的星体都是出现不同程度的红移情况,这一变化是超光速的,实际上,所耗费的时间将会更加的遥远。
而我们所面临的是飞离银河系的任务,因此自我们的太阳系出发,以光的速度就需要2-3万年的时间。
换言之,即便是我们达到了宇宙第六速度,我们抵达银河系就需要2-3万年。更别说旅行者1号,即便其侥幸在宇宙空间内躲开星球引力的撕裂的风险,或者是被星球捕获成为卫星之类。
飞离银河系,没有十几万年是不可能的。到那个时候,人类是否还存在都是一个未知数。
逃离银河系的可能人类对宇宙的探索之路,从未停止。一方面是对于太阳这颗恒星而言,在未来的十亿年的时间里,将会逐步摧毁人类赖以为生的家园。
另一方面,宇宙蕴含着无数的谜团,而这些谜团对于人类文明的进一步发展有着重要的意义。在如此严峻的情况下,需要地外宜居星球迫在眉睫。
然而,人类航天事业并不乐观,载人航天所抵达的星球不过是距离地球最近的自然天体————月亮。而被寄予厚望的探测器能否逃离太阳系,也处于未知状态。
因此,这对于当前人类科技水平来说,并不是一件容易的事情。
同时,当速度达到一定程度时,物体的质量越大,速度越快。简言之,即便我们造出了光速行进的飞行器,到那个时候,如何飞离地球可能都是成为一大麻烦。
不少科学家提出了超光速的概念。根据模拟,他们发现当速度达到了光速的2083倍时,我们抵达位于柯伊勃带仅10秒的时间。而到达离我们仅4.22光年的恒星——比邻星,十余个小时即可到达。
按照这一速度,我们飞出银河系至少需要96年。
这个数字,相较于此前几万年的估计已经大大缩减。但是相较于人的一生而言,仍是一个挑战生命极限的数字。换言之,当科技达到一定水平时,离开银河系仍然并非单纯依靠一代人所能完成的任务。
宇宙之大,让我们难以想象。尽管现行的技术和水平,让我们离开太阳系都成为一种困难。
但相信未来伴随科技发展,虫洞理论,超光速技术等不断涌现。
终有一天,我们能够找到离开太阳系,离开银河系的办法,人类的足迹将不会仅限制于狭小的月亮,更是更加宽广的宇宙。
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