人类为了探索宇宙的奥秘,向太空发射了无数的探测器,美国宇航局先后发射了旅行者1号和2号,朝着太阳系之外出发。
旅行者1号与2号轨迹
如今,旅行者1号已经飞了200多亿公里,成为飞得最远的人造物,它拍的最后一张照片,为何会引起人们深思?
最远人造物旅行者1号
1977年9月,承载着人类的希望,旅行者1号从地球出发,开始了一场没有目的地的旅程。
当时搭载在旅行者1号上是一张“金唱片”,上面刻录了55种语言的问候和各类音乐,希望有朝一日能够被外星文明发现。
唱片上刻画的内容
唱片采用黄金和金刚石制作,据专家称,这个唱片可以在宇宙当中保存10亿年之久。
这成为了人类与外星文明交往的希望。
进入到21世纪后,旅行者1号抵达太阳系的边缘——柯伊伯带,在即将穿越这个地带之前,拍下了一张照片,让所有科学家都陷入了沉思。
让人沉思的照片
照片显得平平无奇,以漆黑的深空为背景,并没有什么醒目的地方。
然而,当你仔细观看就会发现,在照片的中心位置,有一个小点,这个小点小到需要利用放大镜进行观察。
然而你知道吗?就是这样一个小点,却是桎梏了人类几千年的地球!
暗淡的蓝点:地球
此时的地球在太阳系中显得如此渺小。
对于整个宇宙来说,地球究竟算得上怎样的存在呢?
也许连一粒沙子都不如,那更小的人类或许连一颗尘埃都比不上。
这让科学家在内心思考,人类存在于宇宙当中,真的有意义吗?
这些问题都无从得知,但是我们至少知道,整个宇宙实在是浩瀚无垠。
宇宙有多大
当初旅行者1号从地球出发,足足飞行了40多年的时间,才穿过柯伊伯带,来到了真正意义上的宇宙空间。
但是,它真的穿越过太阳系了吗?
人们普遍认为,柯伊伯带就是太阳系的边缘位置,因为这里是太阳散射出的高能粒子所能抵达的最远距离。
柯伊伯带结构如图
高能粒子在边缘地带汇聚起来形成一道天然的屏障,将绝大部分宇宙射线隔绝在外,为太阳系保驾护航。
但是也有部分科学研究表明,远在天边的奥尔特云才是太阳系的边界,奥尔特云是太阳形成后褪去的“外壳”,随着宇宙的红移,奥尔特云逐渐脱离太阳系的控制,向周围散射出去。
因此,只有穿过奥尔特云,才算是走出了太阳系,那么,要花费多少时间才能穿过奥尔特云呢?
天文学家观察,奥尔特云的半径约为1光年,相当于9460730472580公里。
而飞得最远的人造物旅行者1号花费40年航行200亿公里。
以此来计算,如果旅行者号想要飞出太阳系,则还需要大约1.9万年的时间。
太阳系结构
这个数据与人类的寿命相比,足以用天文数字来形容。
理论上来讲,旅行者1号不可能飞到这么远的地方,因为它装载的核电池已经快没有电了。
对此,旅行者号探测器的结局又是怎样的呢?
在电池用尽之后,旅行者1号会在太空当中飘荡,有可能会受到太阳系的引力影响,重回太阳系。
有可能会受到隔壁星系的影响进入到其他恒星系统当中,或者是掉落在某个不知名的星球上。
旅行者1号的结局充满了未知。
旅行者1号
然而,包括整个奥尔特云的太阳系在内的恒星系统只是整个宇宙的“冰山一角”。
像太阳系一般的恒星系统在宇宙当中数不胜数,就拿我们最熟知的银河系举例。
当中蕴藏了大约2000亿颗恒星,太阳系在其中毫不起眼,就像是砂糖罐子里的一颗糖粒。
整个银河系的直径大约为10万光年,与旅行者号的飞行路程对比我们可以发现,未来人类想要走出银河系,将是一段艰辛且漫长的路程。
但是,银河系也不是人类的探索的终点,整个可观测宇宙当中,银河系仍旧显得无比渺小。
可观测宇宙的半径大约为460亿光年。
可观测宇宙与不可观测的部分比不值一提
那么宇宙究竟有多大呢?这个问题就连天文学家也不知道,以人类目前的技术发展水平来看,很长时间都无法对整个宇宙有所认知。
如果有一天,旅行者号或者是其他探测器,能够走出银河系,或许人类就能够知道宇宙是什么样的存在。
不断运动的银河系
既然旅行者号无法为人类揭晓宇宙的奥秘,那么当初发射它们的意义又在哪里呢?
旅行者号的意义
对于人类来说,旅行者号的作用不可谓不大,它在穿越太阳系的过程当中,为人类提供了前所未有的太阳系行星信息。
这里就不得不提及旅行者1号的飞行轨迹,它的轨迹基本都是沿着太阳系的行星飞行的,一方面可以观测行星的相关信息,另一方面又能借助行星的引力,形成“弹弓效应”,减少能量的消耗。
弹弓效应图解
1979年,旅行者号首次为人类传回了木星气旋的珍贵画面,刷新了人们对木星的认知。
此后,旅行者1号又在土星的轨迹附近停留,并围绕着土星的轨迹,拍摄了近万张彩色照片。
这一举动无疑是加深了人们对太阳系的认知,推动天文学的发展,并给为未来人类探索土星,奠定了基础。
到2013年的时候,旅行者1号已经抵达了狭义上的太阳系边界。
太阳系边界概念图
此时,旅行者1号所作出的贡献,已经远远超过当初人们的研发投入。
而旅行者1号未能探索的太阳系行星,将由它的姐妹旅行者2号接手。
目前,旅行者1号的速度按照每年大约4个天文学单位移动,比旅行者2号的速度快了10%。
旅行者1号也是目前距离人类最远的人造物,按照如今的运行速度来看,将在7万年后抵达半人马座比邻星。
半人马座与太阳系的距离
虽然几乎不可能做到,但是即使它停止运行,对人类来说仍旧很有意义。
因为旅行者1号的建造材料极其特殊,能够在宇宙当中飘荡十几万年的时间,而装载人类信息的唱片,保存的岁月更加长久。
旅行者一号
人们形象地将旅行者1号称为“漂流瓶”,而太空就像是浩瀚的海洋。
也许在某一天,这个漂流瓶会被某个有缘的外星生物捡起,并了解到原来在银河系当中,还有一个叫地球的星球,当中繁衍出了高级智慧生命。
但费米悖论指出,如果宇宙当中存在更高级的文明,为什么人类从来没有观测到相关的信号或者是电磁波?
电磁波距离
理论上来讲,高级智慧生物都有向外扩张的趋势,过程当中难免会留下“足迹”。
可我们至今都没有任何发现。
因此在寻找外星生命体方面,我们要理性看待,既不能过分高估,也不能过于悲观。