飛出太陽系有多難?一個簡單的比喻告訴你答案,太陽系實在太大了

星空承載夢想 發佈 2024-02-26T08:45:24.266827+00:00

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從古至今,人類都在不斷的探索世界的奧秘,古時候由於人類的科技不夠發達,所以古人出行基本上都是依靠馬車或者是步行,由於出行速度有限,所以古人一輩子也很難走出方圓百里的範圍,不過隨著人類科技的進步,人類發明了先進的交通工具,比如說汽車、火車、輪船、飛機、火箭等等,這些先進的交通工具給人類的出行帶來了很大的幫助,現在人類能夠達到地球上的任何一個地方,而且人類依靠火箭的速度已經能夠飛出地球,當人類走出地球看到宇宙之後,人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外,是不是還存在外星生命?帶著這些疑問,人類走上了探索宇宙的道路。

根據科學家的研究我們能夠知道,地球其實就是太陽系中的一顆行星,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面還有一顆冥王星,曾經冥王星也屬於一顆行星,但是後來科學家認為冥王星的體積和質量都太小了,於是將它踢出了行星的行列,在太陽系的八大行星當中,目前只有地球這顆行星誕生了生命,生命的出現給地球這顆行星增添了很多色彩,尤其是人類出現以後,解開了地球上很多的奧秘,如果人類沒有出現,那麼地球上的奧秘可能永遠都不會被解開。科學家認為,地球能夠誕生生命,主要是因為地球滿足了生命誕生的基本條件。

如果其它行星也能夠滿足生命誕生的基本條件,那麼其它行星誕生生命的可能性也會非常大,為了探索太陽系的奧秘,科學家們也做了很多努力,科學家向太陽系內發射了很多探測器,比如說舒梅克號,這是第一個登陸小行星的探測器,在1996年的時候由美國宇航局發射升空,它的名字其實是在致敬科學家尤金.舒梅克,它先與253號小行星擦肩而過,使科學家能夠近距離觀測這顆富含碳的C形小行星,在2000年情人節那天,它成功捕捉到433號小行星,除了這個探測器之外,科學家還發射了伽利略木星探測器,在1989年發射升空,在1991年經過小行星蓋斯拉951,從而獲得了這顆小行星第一張高解析度照片。

除了這些探測器之外,目前人類飛行最遠的探測器就是旅行者1號探測器,在46年前,NASA向太陽系發射了旅行者1號和2號探測器,發射這兩個探測器的目的就是為了讓它們探索太陽系內部的奧秘,並且飛出太陽系,探索太陽系之外的奧秘,這兩個探測器對於人類研究太陽系來說,貢獻非常大,不過到現在為止,這兩顆探測器並沒有完全飛出太陽系,曾經科學家認為,太陽系的邊緣在冥王星,但是後來科學家經過研究發現,太陽系的邊緣並不在冥王星,而是在奧爾特星雲,也就是說只有飛出奧爾特星雲,才算是真正的飛出了太陽系。

科學家通過計算得出,如果旅行者1號和2號探測器想要飛出太陽系,至少需要上萬年的時間,這對於人類來說太漫長了,看到這裡,可能很多朋友會產生一個疑問,就是飛出太陽系真的有這麼困難嗎?目前旅行者1號探測器距離地球大約有230億公里,是人類迄今為止發射的最遠探測器,它的速度達到了每秒17公里,在旅行者1號探測器飛行的過程中,它曾經連續藉助了木星、土星等大行星的引力彈弓,從而使得它的飛行速度變得越來越快,那麼什麼是引力彈弓效應?其實引力彈弓效應就是利用引力來獲取行星的一些動量,並將之轉化為自己的動能,使得自己的飛行速度能夠提升。

因此這種效應也會相應降低行星的動量,引發行星速度的減慢,不過探測器的質量對於行星來說太過於渺小,可以忽略不計,我國前段時間發射的嫦娥五號探測器,利用地球的引力效應進行加速,最終成功進化了月球軌道,我們以地球為例,地球的運動速度大約是每秒30千米,假設一個運動速度為每秒5千米的太空飛行器與地球運動方向相對的方向進入地球的引力範圍,那麼這時候它與地球的相對速度大約是每秒35千米,當它繞地球行駛後,以與地球運動方向相同的方向離開,它和地球之間的相對速度是不變的,仍然是每秒35千米,但這個實惠,地球和太空飛行器在同一個方向運動,所以要保證兩者的相對速度都是每秒35千米。

這時候太空飛行器的速度就等於兩倍的地球速度加上太空飛行器的速度,也就是每秒65千米,這就是引力彈弓效應的加速原理,利用這個方法,旅行者一號探測器才能夠飛的這麼遠,不過即使這樣,旅行者1號探測器還是沒有辦法飛出太陽系,而且在太陽系中,行星和行星之間的距離也是非常遙遠的,根據科學家的研究得出,水星距離太陽大約是57909100千米,約等於0.38個天文單位,金星距離太陽大約是108208930千米,約等於0.72個天文單位,地球距離太陽大約是149600000千米,約等於1個天文單位,火星距離太陽大約是22794萬千米,約等於1.52個天文單位。

木星距離太陽大約是778330000千米,約等於9.54個天文單位,土星距離太陽大約是1429400000千米,約等於9.54個天文單位,天王星距離太陽大約是2870990000千米,約等於19.218個天文單位,海王星距離太陽大約是4504000000千米,約等於30個天文單位,這裡需要注意的是,天文單位是以地球距離太陽的平均距離來計算的,從這些數字上我們就能夠看出,太陽系中的天體之間的距離都是非常遙遠的,以人類目前的飛行速度,想要飛出太陽系真的是太困難了,而且科學家通過計算得出,奧爾特星雲的半徑大約是1光年,相當於9.46萬億公里,而冥王星和太陽最遠時距離只有73.76億公里。

雖然旅行者1號探測器早已經飛過了冥王星,但是想要飛出奧爾特星雲幾乎是不可能的,為了能夠直觀的了解太陽系的大小,我們可以將它的比例縮小,比如說地球有籃球這麼大,那麼按照同等比例縮小的話,奧爾特星雲的半徑大約是1.83億米,已知地球赤道的周長大約是4萬公里,所以這裡大概是地球赤道周長的4.58倍,而每秒17公里的速度,則會縮小到每秒0.00033米,人類飛出太陽系的難度,就相當於籃球上的一個細菌,需要圍繞長達4萬公里的地球赤道跑4圈半,但是它們目前最快的速度只有每秒0.00033米,所以目前人類的飛行速度根本無法飛出太陽系。

看到這裡,可能很多朋友會說,只要旅行者1號探測器一直向太陽系外飛,總有一天它能夠飛出太陽系吧,這裡需要注意的是,旅行者1號探測器飛行是需要電池的,目前旅行者1號的電池即將耗盡,到時候它會徹底和人類失去聯繫,永遠都漂浮在宇宙中,不過旅行者1號探測器能夠堅持這麼長時間已經非常不錯了,旅行者1號探測器所用的電池是核電池,這種電池每隔87年電力衰減一半,到現在為止,旅行者1號探測器已經飛行了46年,電力供應應該保存最初的百分之70,但是隨著電池原件 的老化,目前電力供應已經不足百分之50。

在這種情況下,科學家已經將它的大部分功能全部關閉,所以在不久的將來,它會和人類徹底失去聯繫,而人類想要飛出太陽系,必須重新發射探測器,而且探測器的飛行速度一定要快,這樣人類才有機會飛出太陽系,看到這裡,可能很多人會產生一個疑問,就是為什麼人類一定要飛出太陽系?科學家認為,想要了解宇宙的奧秘,我們就必須飛出太陽系, 因為太陽系只是宇宙中的一個小星系,對於宇宙來說,它渺小的就像是一粒沙子,我們的太陽系屬於銀河系當中,銀河系目前的範圍已經達到了20萬光年,光年是一個距離單位,一光年相當於光速飛行一年的距離,20萬光年就相當於光速飛行20萬年。

而銀河系也並不是宇宙中最大的星系,在銀河系的外面還有本星系群,這個星系群中包含了50多個星系,在本星系群的外面還有室女座超星系團,它的直徑達到了1.1萬光年,裡面包含了近4.7萬個星系,曾經科學家一度認為,室女座超星系團是宇宙中最大的結構,但是在2014年的時候,美國科學家布倫特.塔利和法國科學家海倫.庫爾圖爾發現,室女座超星系團也只是龐大結構中的一小部分,這個龐大的結構就是拉尼亞凱亞超星系團,它的直徑達到了5.2億光年,裡面包含了500多個星系群,100000多個星系,我們的太陽系在拉尼亞凱亞超星系團裡面就相當於一粒沙子,而目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達到了930億光年。

這並不是宇宙的全部範圍,宇宙或許比我們想像的還要大,宇宙到底有多大?目前科學家也在積極的研究當中,從這些數據我們就能夠看出,宇宙到底有多麼浩瀚,而我們地球和太陽系真的是太渺小了,科學家認為,在太陽系外,一定存在外星生命,因為在宇宙中行星和恆星的數量實在是太多了,多的我們幾乎都數不過來,在這麼多的行星當中,難道只有地球這一顆行星誕生了生命?這顯然是不可能的,所以科學家認為,宇宙中一定存在很多外星生命,而這些外星生命一定就生活在太陽系外,比如說銀河系的中心區域,或許說其它的星系當中,想要找到這些外星生命,我們只能夠飛出太陽系,因為這樣才有希望。

而且就算是我們找不到外星生命,至少人類飛出太陽系後,能夠對宇宙有更多的認知,在太陽系外面,隱藏著很多神秘的天體,比如說白矮星、中子星、黑洞等等,這些都是科學家想要研究的對象,科學家認為,這些天體都是恆星死亡以後形成的,一般來說,質量小的恆星死亡以後會變成白矮星,質量中等的恆星死亡以後會變成中子星,超大質量的恆星死亡以後會變成黑洞,我們的太陽在恆星當中屬於小質量的恆星,所以太陽死亡以後會變成一顆白矮星,太陽從誕生以後就在源源不斷的釋放熱量,到現在已經燃燒了50億年的時間,科學家通過計算得出,太陽的壽命還要50億年的時間。

以目前人類的科技發展速度來看,足夠人類探索宇宙的奧秘,要知道從人類文明開始算起,到現在也就短短几千年的時間,在 這幾千年的時間內,人類能夠飛出地球已經非常了不起了,這說明人類科技進步的速度很快,未來只要人類能夠堅持不懈的努力下去,人類的飛行速度一定會變得越來越快,到時候人類飛出太陽系就有希望了,目前科學家正在積極的研究超光速飛行技術,比如說曲速引擎,這種飛行方式就是利用扭曲空間產生動力,然後拖動飛船前行,它的速度最快能夠達到光速的幾千倍,如果人類真的能夠實現這項技術,那麼人類飛出太陽系根本不在話下。

小編希望,人類能夠早日實現自己的夢想,能夠早日解開宇宙的奧秘,未來隨著人類科技的進步,或許我們能夠移民到其它星球,現在科學家已經在宇宙中找到了很多類似地球的行星,只不過它們距離地球太遠,只要人類的速度足夠快,移民也指日可待,希望這一天能夠早日到來,對此,大家有什麼想說的嗎?

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