光速是音速的多少倍(人类为什么走不出太阳系?)

2023-03-18T14:55:41

我们能够 离开太阳系吗 ?对于这个问题,没有一个确切的答案,毕竟在浩瀚的宇宙面前,人类渺小得连沙粒都不如。

太阳系结构


此前, 旅行者号 跨越太阳系的遭遇,向人类表明,人类或许永远也无法离开太阳系,即使是 以光速也不行

旅行者号的遭遇

旅行者号是上世纪美苏争霸当中,美国向太空发射的两颗无人探测器。

旅行者号结构


它的目标是飞往遥远的宇宙深处,期间它们也会采集太阳系的相关数据信息,补充长久以来天文学界对太阳系认知的空白。

旅行者号先后与土星、天王星“擦肩而过”,为人类传回了 珍贵的照片

在该探测器上,还装载了多国语言组成的唱片以及有关人类的信息。

旅行者号上的金唱片


唱片由特制的贵金属打造而成,可以保存10亿年之久,也就是说,即使旅行者号在受到宇宙风化的影响,唱片仍旧能够保存得相当完整。

唱片像是漂流瓶一般,或许会被外星生物拾取,成为两个星球文明的交汇点。

这也是旅行者号此行的目的之一。

2012年,旅行者号成功穿越太阳的 日球层 进入星际空间,在此之前,它遭遇了高温炙烤,向人类表明,想要穿越太阳系是一件多么困难的事情。

旅行者号运行轨迹


高温的日球层

而高温的来源,正是包裹着八大行星在内的日球层。

日球层的边缘有着几万度的高温,被人们形象地称为火墙,火墙之所有如此高的温度,与太阳粒子有关。

由于太阳内部的强大核聚变,每时每刻都能产生大量的 高能粒子 ,这些粒子带有高温,能够散射到很远的地方。

它们散射的尽头就是“火墙”的所在地,高能粒子们在该处累积下来,维持着日球层边界的高温。

日球层


据天文学家初步估算,这里的温度大约为 5万摄氏度 ,几乎是太阳表面温度的10倍。

面对如此高的温度,旅行者号又是如何穿越的呢?难道它的表层不会融化吗?

在回答这个问题之前,我们必须要了解温度的概念。

温度是衡量粒子运动快慢的标准,而日球层边缘的是真空环境,当中的粒子密度并不高,因此产生的热量也没有大家想象的恐怖。

只要不直接触碰到活跃中的粒子,旅行者号的体感温度,可能也就几百上千摄氏度。

虽说对机器来讲,属于可接受范围,但是对于人类来说,却是致命的。

如果未来,人类试图乘坐飞船越过日球层,不得不考虑飞船的 恒温效果

飞船翱翔在宇宙


更加重要的是,这些高能粒子长期与宇宙射线交汇,本身的性质很有可能超出了天文学家的认知。

换句话说,处于日球层的高能粒子也许具有 穿透性 ,当它进入到人类体内,谁也说不准会造成怎样的影响。

如果接触了宇宙射线的高能粒子具有穿透性,而且对于人类来说是致命的。

那么太阳系就像是桎梏人类的牢笼一般,人类将永远无法走出其中,即使达到光速也不行。

凡事都有两面性,日球层在禁锢人们的同时,它也为人们阻挡了来自宇宙的有害射线。

如果没有日球层的存在,地球的生物很有可能在几亿年前,就因为不知名的宇宙射线给尽数消灭。

宇宙射线


当然,人类没法离开太阳系的原因,不仅是因为有一层火墙的阻挠,而且还与 太阳系的边界 有关。

在天文学界当中,太阳系的边界划分并不明确。

有的科学家将火墙当做太阳系的边界,因为这里是太阳的高能粒子抵达的最远区域,也是星际介质的停留之处。

太阳高能粒子


另一批科学家提出,远在天边的 奥尔特云才是太阳系的边界

因为奥尔特云是太阳系诞生之初脱下的“外壳”,由于本身的特性,在不断向外扩张。

如果后者的说法为真,那么人类走出太阳系将变得 遥不可及

要知道,奥尔特云的最大半径大约为1光年,也就是说,凭借着光速日夜兼程也要走一年的时间。

奥尔特云形态


人类引以为傲的旅行者号,至少需要1.7万年的时间才能抵达。

理论上来讲,要是人类制作出光速飞船,就能在太阳系当中自由穿梭。

但是实际上,就算光速飞船被制造出来,也没有人敢乘坐上去。

更快的速度节省时间的同时,也给其中的物体带来了 巨大的负担

别说是光速,就是音速飞行状态,也是人体不能承受的,而光速是音速的88万倍,人类一旦乘坐上光速行驶的飞船,恐怕会瞬间解体。

所以,单纯想要依靠光速走出太阳系是不太现实的。

光的飞行


与其考虑如何制造出光速飞船,不如解读一下爱因斯坦的虫洞理论,在空间跨越方面下功夫。

这是否意味着,人类将 永远被禁锢 在太阳系当中呢?

这是不确定的事情,以目前的人类技术水平来看,别说走出太阳系,就是走出地球,都不是一件简单的事情。

但是,我们从另一方面来考虑,人类的近代科学兴起到如今,不过几百年的时间,就已经取得了如此成就。

要是再给我们几千年、几万年的时间,人类的科技又能够达到怎样的水平?让人无比期待。

所以,走不出太阳系也许只是我们认知的不足,没有找到合适的方法。

正如费米悖论当中指出的,高级智慧生物都有向外扩张的想法,人类作为宇宙中的智慧生命体,是 不会被禁锢在太阳系 的。

外星人探索宇宙构想


未来,我们的足迹不仅要踏遍太阳系,还要在银河系当中自由地穿梭,甚至是来到更远的仙女座星系。

这一切的前提,都需要人类有足够的速度。

根据天体的运行速度和引力影响,天文学家提出了 宇宙速度 的概念。

宇宙速度

第一宇宙速度是脱离地球重力,来到地球轨道必须要达到的速度,其数值大约为7.9千米每秒。

第二宇宙速度脱离地球引力的速度,根据地球的有效引力范围和距离,再根据飞行器的动能,得出的最低速度。

该速度大约为11.2千米每秒。

第三在宇宙速度是 超脱太阳引力束缚 的速度,大约为42千米每秒,低于这个速度就会在太阳系中“打转转”,真正意义上的永远也无法走出太阳系。

太阳具有强大的引力


第四宇宙速度是飞出银河系的速度,大约为110千米每秒。

第五宇宙速度是飞出本星系群的最低速度值,大约为1500到2250千米每秒,由于本星系群的质量并不明确,天文学家只能得出一个估算值。

当然,这些速度在 光速 面前,都相形见绌,光速每秒约为30万千米。

但是光速并不能在宇宙“横着走”,一旦遇到 黑洞 ,也无法逃离其引力束缚。

黑洞


可见,人外有人,天外有天,神奇的宇宙究竟还有多少人类未知的存在呢?没有人清楚,只要我们保持一颗求知的心,就一定能在未来的某天得到答案。