探测器到达216亿千米外的星空,得到一个结果:无法飞出太阳系

从人类诞生的那天起,他们就开始仰望星空,思考:天空中的世界是什么样的?我们还有希望看到天空吗?正是深深印在骨子里的人类探索基因,使人类在进入文明时代后发展得非常快。短短5000多年后,我们走上了科技发展的道路。

随着科技时代的到来,我们飞翔的梦想终于实现了。20世纪50年代,人类终于走出了地球,看到了浩瀚的宇宙星空。随着人类科技的不断发展,我们在不断探索地球的历史和生命的奥秘。在探索地球历史和生命进化的过程中,科学家们发现了一个我们不得不面对的事实,那就是地球的生命是以轮回的方式存在的。

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地球有46亿年的历史,最早的生命诞生于38亿年前。那么,在这漫长的生命历程中,进化之路是否一帆风顺呢?当然不是。事实上,地球上生命的进化一点也不顺利。在几十亿年的时间里,地球的生态发生了许多巨大的变化和无数的微小变化。每一次生态变化都会给生命的进化和生存带来巨大的威胁。

众所周知,虽然地球的生命史已经有38亿年,但直到5亿年前生命才迎来大爆炸,各种复杂高级的生命才开始大量涌现。在之前的33亿年里,由于各种生态限制,生命一直无法发展,可见生命的进化是多么艰难。

即使在5亿年前有过生命的爆发,但在随后的几亿年里,生态环境并没有让生命的进化一帆风顺,还带来了生存的五大变化,引发了五次大灭绝。最严重的一次是地球上的生命灭绝了96%,几乎完全结束并重新开始了生命。

通过这些研究,我们知道未来地球生态将发生巨大变化,第六次大灭绝即将到来。如果人类一直留在地球上,等待我们的命运将和恐龙一样。为了摆脱恐龙的命运,人类必须走出去,寻找其他适合人类生存的新家园。

因此,人类在离开地球后开始探索太阳系,太阳系被金星和火星环绕,与地球处于同一宜居地带,与地球有很多相似之处。但是后来的探测结果发现金星是一颗表面温度高达460摄氏度的炼狱行星,各种环境非常恶劣,不适合生命和人类生存。

火星虽然比金星好,但也不是适合人类生存的天然星球。改造后的火星可以让一部分人类生存和生活,但并不是人类最终的新家。要找到新的家园,我们仍然需要关注太阳系以外的其他星系,因此科学家们在1977年发射了旅行者1号,这是一个太阳系外的探测器,最终目标是飞出太阳系,进入无边无际的宇宙。

经过木星和土星的两次加速,旅行者1号的速度达到了每秒17公里,这在我们看来是一个超快的速度。以这样的速度,旅行者1号于2012年8月25日穿越了日光层,成为第一架通过太阳圈进入星际空间的飞机。

现在航海家1号已经到达了216亿公里外的星空,这是人类的骄傲,是人类历史上从未踏足过的星空。虽然我们为旅行者1号感到骄傲,但它也给我们带来了一个悲观的结果:我们不能飞出太阳系。是的,虽然旅行者1号的速度很快,达到每秒17公里,但以这个速度飞出太阳系是不可能的。

可能在很多人眼里,太阳系的范围就是太阳圈,也就是太阳圈的顶端,只要穿过太阳圈就是出了太阳系。这是早期科学家的认知。但是随着人类观测技术的不断提高,我们观测到太阳系外有一个更大的星云结构——奥尔特云,它是一个一光年厚的恒星云,其中有大量的天体和尘埃。

旅行者1号穿越太阳圈后,也得到这样的结果。理论上讲,星系中的物质比星际空间中的物质大,其实很好理解。宇宙中的物质主要聚集在大质量天体附近,而星系是宇宙的基本单位,大量的物质集中在星系中,而银河系中大量的物质除了向中心聚集外,都聚集在恒星系统中。

在恒星系统之间的星际空间中,物质相对较小。只有当我们确认观测到的星际物质明显少于星系中的物质时,才能认为它已经飞出了太阳系。但旅行者1号穿越日光层顶部后,监测结果是太阳圈外的物质密度远高于太阳系边缘,说明旅行者1号可能并没有真正走出太阳系,只是穿越了太阳圈。

如果奥尔特云被包括在太阳系的范围内,它的直径将至少达到2光年,旅行者1号目前航行的距离只有9牛一头发。以这样的速度飞出太阳系至少需要15700年。这个时间对于人类文明来说是极其漫长的。

那么人类离开太阳系至少需要什么样的速度呢?根据科学家的研究,根据太阳系的新范围,我们至少要以亚光速飞行才能脱离太阳系。以1%的光速穿越太阳系需要400年,以10%的光速穿越需要40年。再加上人类寿命短,我们不可能花400年走出太阳系。宇宙复杂而恶劣的环境,只能让我们在短时间内走出太阳系。

所以要40年才能出太阳系,人类勉强可以接受,所以飞船的速度至少要达到光速的10%。当然,这个速度只能让我们走出太阳系,但不足以探索最近的恒星系统,因为知道最近的恒星系统距离我们4.2光年。

所以人类想在短时间内探索太阳系附近的星系,寻找适合人类生存的第二个家园。那么飞船的速度至少要比光速高30%。宇宙中有许多类似地球的类地行星。目前,科学家通过天文望远镜发现了许多几千光年内的类地行星,其中一些与地球非常相似,可能适合人类生存。

但是,我们看好的这些类地行星距离我们有100多光年。要达到它们,我们至少需要更强的亚光速,比如超过光速的90%。对于更遥远的星系,需要比光飞得更快,对我们来说太远了。

地球的生态恶化正在加速。找第二个家不能走太远,只能在太阳系附近找。然而,以30%的光速飞行并不是一件容易的事情。至少,它需要人类能源技术发生质的变化,需要更强大的能源。可控核聚变可能初步满足要求,但科学家无法给出实现这项技术的具体时间,可能是50年、100年,也可能是几百年。

无论如何,走出地球,走出太阳系,寻找第二个家,是人类能够继续生存下去的保证。不管有多难,都要一个一个克服。

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