自古以来,人类就对宇宙充满了好奇心,对宇宙也有无尽的遐想,在中国古代,就曾有人尝试用自己的方式遨游宇宙,他被人们称为“万户”。

以现在人眼光来看,这是一种“愚蠢”的行为,他不要说遨游宇宙了,即便是大气层,他都无法脱离。

但是,他是勇敢的,他代表了那个年代,人们对于宇宙的好奇心,用自己认为可行的方式,来探寻这片宇宙空间。

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时至今日,如今的人们何尝不是如此呢?像1977年发射的旅行者1号和2号,也许在未来人看来,这是一种不太理智的行为,但是这何尝不是今天的人类,对于宇宙探索的一种态度呢?

从1977年至今,已经过去了47年时间,在这47年时间里,它们离地球越来越远,同时也向人类发送会宇宙深处的景象。人类也是第一次真切的感受到宇宙的浩瀚,以及人类自身的渺小。

特别是旅行者2号的一次遭遇,让人类不免有些担忧,或许人类被“关”在太阳系,可能出不去了。

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旅行者2号

旅行者2号虽然有个2字,但是它其实是人类第一艘发送出去的深空探测器,它于1977年8月20日从肯尼迪发射中心发射升空,整艘探测器重达772千克,它也代表当时地球上的最高科学技术水平。

旅行者2号发射过程也是一波三折,其最早取名水手号,主要任务是用来探测火星、金星和水星,但是随着当时出现了一个天文奇观,当时太阳系中的四大行星(木星、土星、天王星和海王星),会运行到一个特殊的位置,也就是行星连珠现象。

最终临时把旅行者2号征调过来,利用引力弹珠效应,把它送到太阳系之外。就这样临时改变了任务,增加了任务路线,要探测更远的木星土星

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任务增加了,那么旅行者2号上面的科学仪器也相应的增加了,其上面总共携带11种不同的科学仪器,用来研究行星、卫星、行星磁场和宇宙射线。

旅行者2号与我们常见的探测器不一样,没有一对太阳能“翅膀”,这是因为一开始考虑到它是深空探测器,会逐渐远离太阳,所能接收到的太阳能量也就越来越少。

所以,其携带的是核动力电池,也正是这个核动力电池,才能维持其使用了47年之久,根据美国航空航天局预计,旅行者2号上面的电池能量,还能使用一年时间,运行到2025年,然后因为电力不足而停止工作。

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在停止工作后,也不意味着旅行者2号就停止飞行,实际上它还会继续往宇宙深处深入,只不过不能向地球传回数据了。

旅行者2号上面除了这些外,还携带一块铜制镀金的磁盘,这个磁盘中不仅包含地球的位置,还有人类的基本信息,以及54种不同语言的问候,还有117张相片,期望在未来某一天被外星文明发现,然后找到地球。

当时人类的目的是好的,但是以目前的眼光来看,这也许是一种不太理智的行为,如果真有外星文明,而他们不太友好的话,也许并不是好事。

这也是为何在文章开头,说如今人类探索宇宙的行为,在未来人看来不太理智的原因。

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旅行者2号碰到“火墙”

旅行者2号虽然速度没有旅行者1号快,飞行距离也没有旅行者1号远,截止到目前为止,也只飞行了190亿公里。

但是旅行者2号却是向人类传回数据最多的深空探测器,这点与它的飞行路线有关,在被发射几年后,就成功飞越了木星和土星,让人类首次看到木星的真容。并且还发现木卫一上活跃的火山,并且揭露了木星磁场的复杂性。

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1986年,木星成为第一艘造访天王星的探测器,它发现了天王星的大气层和行星环系统,并证实了天王星拥有磁场。4年后,它造访海王星,也是人类第一次近距离目睹海王星的真容,也发现海王星的卫星,海卫一上可能存在液氮的海洋。

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在完成天王星和海王星的探测器任务后,它继续向着深空前进,2018年12月10日,它成功飞离太阳风层,成为第二个进入到星际空间的探测器。

但是在穿越太阳风的时候,旅行者2号却遇到了奇怪的情况,根据其传回的数据显示,在进入星际空间前,其面前出现一道高温的“火墙”,温度达到49427℃,已经快接近5万度了。

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按道理来说,接近5万度的高温,地球上绝大部分的材料,都无法应付如此高的温度,然而让人吃惊的是,旅行者2号竟然穿过了这道火墙。

这主要是因为火墙虽然温度很高,但是星际空间中物质的密度却非常低,而温度的本质就是分子在做剧烈运动,运动越激烈,也就意味着温度越高。这就好比虽然打火机电子可以达到几万伏特,但是因为总量小,所以,无法对人造成伤害一样。

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由于那片区域温度高,那么片区域也就意味着某种原因,导致附近的粒子活动异常激烈。经过研究发现,原来这里是太阳风与宇宙射线交战的战场。

太阳风释放的带电粒子流到达太阳系边缘的时候,与来自宇宙深处的宇宙射线发生碰撞,由于两者都是携带大量的能量,导致这一区域的粒子活动异常激烈,也就形成了一道火墙。

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人类或被关在太阳系,走不出去了

从旅行者2号飞行的遭遇来看,人类或许被“关”在太阳系,走不出去了。当然这走不出去不是因为火墙。

而是因为太阳系太过广阔了,曾经,人类发现冥王星后,以为,冥王星就是太阳的边界,地球距它是48亿公里,但是后来,人类发现了柯伊伯小行星带,又把边界扩充到了80亿公里左右,随着奥尔特星云被发现,太阳系的边界被延伸到1光年。

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而以旅行者2号,每秒15.3公里的速度,想要飞出奥尔特星云的边界,至少需要74000年。而人类从非洲草原走出来,发展到如今的科学技术水平,也不过数万年时间。

那么,加速行不行呢?行,但是想要加速,所耗费的能量也是海量的,这么算吧,如果把1公斤物体加速到1/100的光速,其所耗费的能量,也是巨大的。根据爱因斯坦狭义相对论,当物体速度约接近光速,所耗费的能量就会剧增加。

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根据爱因斯坦质能方程式:E=mc²

可以计算出所耗费的能量大约是E = 4.5 x 10^15 焦耳,而目前全球一年消耗的电量是25,851.15 TWh/年(百万兆瓦时/年),以能量换算下来,就是9.286 x 10^16 焦耳。

从上面计算的数字可以看出,想要把1公斤物体,加速到光速的1%,所消耗的能量,是全球一年电量的1/20左右。

如果速度还要往上加,那么所需要的能量将会呈指数增长。当然想要人能够乘坐的飞行器,至少都是按吨来算,那么所耗费的能量,将会是这个的数千倍。

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即便是这个速度,想要离开太阳系,也需要100年时间,而想要到离太阳最近的比邻星,也需要400多年时间。

从距离上来看,人类真的或许无法走出太阳系了,即便有这个技术,也没有足够的能量支撑人类进行星际旅行,也许人类一辈子都呆在太阳系中,才是最好的选择吧。