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已飛230.2億公里的飛船,最後拍攝的一張照片,讓人類深思
2021/09/12
2021/09/12
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

今年5月,229億公里外的太空深處,傳來了無線電信號,被地球上的射電望遠鏡接收到,這是遙遠的旅行者1號向地球發送回了最新的探測資料。這艘星際飛船捕捉到了來自星際空間的信號,一種有規律的等離子體「嗡嗡聲」。

目前,旅行者1號飛到了230.2億公里之外,離我們越來越遠,不斷刷新飛行最遠距離的紀錄。正所謂「老驥伏櫪,志在千里」,旅行者1號還在用最後的「生命」與我們進行聯繫。旅行者1號曾經竭盡全力傳回了最後拍攝到的一張照片,上面的景象讓人類陷入深思。

44年前,在旅行者2號先行發射升空半個月後,旅行者1號也緊隨其後踏上了星際之旅。雖然這兩艘無人太空飛船都被設計成星際飛船,但它們的首要任務是對太陽系最大的四顆行星進行探測。

當時,木星、土星、天王星和海王星在各自公轉軌道上運行到了一個特殊的地方,使得旅行者號只需消耗較少的燃料,就能一次性近距離飛掠這四大巨行星。錯過這次機會,下次就要等一百多年之後。

旅行者1號為了近距離觀測神秘的土衛六,臨時改變了軌道,導致它偏離了黃道面,無法再繼續探測後面的天王星和海王星。而旅行者2號順利完成了既定的行星探測任務,目前有關兩大冰巨行星的近距離照片都是來自于此次任務。

由于旅行者1號被送入一條更優的軌道,在飛行三個月後,它就飛得比旅行者2號更遠。再通過木星和土星的引力加速,旅行者1號的速度進一步加快,使其超越了太陽系逃逸速度,它進入了一條能夠飛出太陽系的雙曲線軌道。

在太空中飛行13年後,旅行者1號離開了八大行星的軌道范圍。在正式開啟星際任務之前,旅行者1號調轉相機,對著60億公里外的地球拍攝了最後一張照片:

在如此遙遠的距離回望內太陽系,太陽看起來的大小只有0.8角分,視面積僅為地球上看來的1600分之一。如果我們能在那裡親眼看太陽,太陽看起來已經是一個星點,但亮度仍然非常高,是全天最亮的恒星,比從地球上看到的織女星還要更亮3000萬倍。

而在那裡看地球,人的肉眼根本看不見,因為地球太小太暗了。照片經過處理之後,從太陽的散亂光線中,找到一顆淡藍色的星點,它所占的圖元還不到八分之一個,這就是我們的地球,上面這張就是大名鼎鼎的「暗淡藍點」。

對于我們來說,地球很大,這裡有我們呼吸的空氣,有我們飲用的水,還有我們享用的食物。這顆藍色星球承載著人類的全部,我們所認識的每一個人都從這顆星球上誕生,最終也在這顆星球上化作塵土,我們所關心的一切都沒有離開這顆星球的范疇。

在我們看來如此偉大的地球,到了宇宙中,卻成了一顆懸浮在無垠空間中的微小「塵埃」。地球如此的渺小,如此的不起眼,宇宙大到讓我們無法想象,這也是為什麼天文學能夠讓人學會謙卑。下面,就讓我們窺探一下宇宙是何等之大。

太陽的引力可以束縛住1光年范圍內的天體,這是廣義太陽系的范圍。每秒飛行17公里的旅行者1號要徹底離開這裡,需要大約18000年的時間。也就是說,旅行者1號還沒有開始真正意義上的星際飛行。

離開太陽系後,讓我們來到56光年,如果我們能站在這裡回望太陽系,那麼,太陽已經暗淡到肉眼不可見。雖然旅行者1號有能力在這麼遠的地方拍攝到太陽,但它到達那裡已是100萬年之後,其電力早就耗盡。而太陽系也早就不在原來的位置,已在星際空間中穿行很遠的距離。

雖然旅行者1號飛得很慢,但無論給它多長時間,它都不可能飛出銀河系。因為在太陽系所在的位置,飛出銀河系需要達到550公里/秒的第四宇宙速度,而速度遠低于此的旅行者1號只會繞著銀心轉動。

如果我們能夠離開銀河系,將會進入無比廣闊的星系際空間,這裡面分佈著不計其數的星系。在銀河系周圍,幾十個星系被引力束縛在一起,形成了一個橫跨1000萬光年的本星系群。

但在浩瀚宇宙中,本星系群也不過是一個小小的結構,屬于橫跨5.2億光年的拉尼亞凱亞超星系團。即便這個超星系團很大,但在宇宙中還不算什麼,我們所能觀測到的宇宙范圍橫跨930億光年。

我們的觀測范圍到受到兩個因素的制約,一個是138億年的有限宇宙年齡,還有一個是將近30萬公里/秒的有限光速。也就是說,還有更大的宇宙是我們沒有辦法觀測到的。那麼,不可觀測宇宙會有多大呢?

這個問題的確切答案沒有人知道,整個宇宙大到我們根本無法認知的地步。通過對來自138億年前的宇宙最古老光子(宇宙微波背景輻射)的精確測量,天文學家發現整個空間幾何結構很可能是平坦的,這意味著宇宙其實是無邊無界。

 

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