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人類能走出銀河系嗎?科學家認為:速度需達到317km/秒!

每當我們仰望星空之時,總會幻想著離開地球我們該何去何從?什麼時候我們才能離開太陽系,去銀河系的彼岸看看?我們又需要多久才能離開銀河系,去看看本星系群中其他的耀眼的星群?

然而,近期美國天文學家模擬超光速狀態下,飛船飛出銀河系的時間進行估算。然而結果卻大失所望。

龐大的銀河系就如同一個「囚籠」一樣困鎖著我們,人類可能窮盡一生都無法離開!

銀河系到底有多大?

浩瀚的宇宙,究竟有多大。對于這個問題,沒有人能夠給出明確的答復。

我們只能說,人類目前可觀測宇宙范圍為以456億光年為半徑的球體內。而銀河系只是這無邊宇宙中,一個非常不起眼的星系。而就在這個不起眼的星系中,一個普通行星孕育了生命。

銀河系屬于一種棒旋星系,從外觀上看,其如同一個巨大橢圓盤。

根據最新的觀測顯示,這個涵蓋太陽系的星系,整體的直徑可能達到了10萬光年。然而,這一體量放在宇宙中,相對較小。與我們臨近的仙女座系,預計其體量和質量將會是銀河系的兩倍以上。

在其四條鮮明的旋臂上,是恒星系分布更為密集,活躍度也更高。所幸太陽系不在四條主要旋臂上,位于稍黯淡的獵戶座旋臂,這給我我們觀測太空提供了良好的條件。

初步計算,太陽系位于其半徑1/2的位置處。因此對于龐大的銀河系而言,地球只不過是其中一顆非常不起眼的行星。

如果按照銀河系現在的體量估算,如果使用我們的超光速的飛行裝置,在飛抵太陽系邊界后,向外再飛3萬光年,即可飛出銀河系?

然而,對于這一問題,我們只能說理想很美好,現實卻很骨感。

人類在宇宙中的飛行情況

對于飛離我們所在的星球,恒星系統,星系去看看外面的世界,是我們一直以來的愿望,自人類航天事業誕生以來,我們對于遙遠的天空都充滿無限的好奇。

上世紀,NASA先后發射了多個探測器對太陽系的各大行星展開近距離的觀察,以獲取相應的資料。

其中承擔探索土星、木星等多個行星任務的旅行者1號和2號,在探測任務完成之后,讓他利用各個行星的引力形成彈弓效應,逐步離開太陽系。

同理,此后又發射了先鋒者10號,新視野號和先鋒者11號三艘飛船,他們本身也是為了近距離探測各大行星所打造的,但後來考慮到效益,也有計劃的引導他們向著遠離地球的方向行駛。

這也是目前現知范圍內,僅有的5艘正在飛離太陽系的飛行器。

他們中一部分已經和地球失去了聯系,都承載了關于地球的相關訊息。科學家希望未來的某一天,有一個更為高等的文明可以通過它,認識遙遠宇宙中的地球人。

而作為人類探索太空的先驅之一的旅行者1號和2號,是目前距離地球最遠的探測器之一。他們分別于2012年和2018年先后分離了太陽系的大行星帶,達到了外圍區域。

而與之相對的先鋒者10號在2003年后開始與NASA失去了聯系,2016年時再次發現,目前距離地球約有120AU,在五大探測器中僅次于旅行者1號。

除此之外先鋒者11號和新視野號分別距離99AU和40AU。

作為人類智慧文明的載體之一,這五大探測器分別朝著不同的方向行進。但是需要注意的是,目前這五大飛行器還未真正觸及太陽系的邊界。

即便是最遠的旅行者1號,其也僅僅位于柯伊伯帶,預計在300年后,它才能完全穿越這片充滿小行星的區域,到達太陽系的最外層,奧爾特云區域。此后還需要經過3萬年后,才能徹底的飛出太陽系。

可以發現,在飛離銀河系之前,我們首先要征服我們所在的恒星系統,即太陽系。

然而,在我們所認識的范圍內,醞釀了千年的人類文明,在集合眾人智慧所精心打造且發射的探測器,卻連太陽系的邊界都觸及不到。

這個消息,對于很多天文宇宙的愛好者無疑是巨大的打擊,同時也可見,相較于無邊的宇宙,我們人類的渺小。

飛離銀河系的可能

事實上,人們離開銀河系并不是不可能。首先我們需要解決的便是如何解決引力的問題。

提高宇宙速度,是目前人類能夠操作擺脫天體引力的方法。一般的飛機或飛行器,所達到的便是第一宇宙速度,而衛星發射、航天飛船,達到第二宇宙速度。

根據計算和實踐,達到第二宇宙速度就可以逃離我們生活的家園——地球。

而光速是當前我們人類在宇宙發現最快的速度,達到了299792458米/秒,我們將其成為宇宙第六速度。

目前,人造物中達到第三宇宙速度的為旅行者1號,如果按照既定的軌道形式,它可以實現飛離太陽系的目標,但是這個速度相較于飛離銀河系卻遠遠不夠。

從上圖我們可以發現,我們擺脫更大質量的天體就需要更大的速度。面對質量更大的銀河系,我們所需要宇宙速度需要更快。這一速度具體需要多快呢?

事實也證明,銀河系其體量是我們難以想象龐大,同時他在上演著逃逸行為。根據計算,太陽軌道速度達到了220km/s,而銀河系的逃逸速度更是達到了驚人的537km/s。

基于他們的相應的速度,1991年,美國的天文學家提出,第四宇宙速度的概念。

他們認為,人們飛出銀河系,即擺脫銀河系的引力,至少需要達到宇宙第四速度。

這相當于,在借助于太陽系速度的基礎下,我們的探測器自身的速度至少需要達到317km/秒,才能飛出銀河系。

參照這一數字,我們比對人類目前發射速度最快的探測器。2018年,帕克太陽探測器發射升空,其速度達到了驚人的200km/秒。

這個數字已經遠遠超過了此前的旅行者1號所為的超越第三宇宙速度。但相較于逃離銀河系的速度317km/s,仍有較大的差距。

除了速度之外,我們人類還需要面對更大的難題。相較于宇宙動則千年,百年的星球變化,我們人類的生命僅有短短的幾十年,時間成為了我們逃離銀河系的一大阻礙。

要知道,距離我們的最遠的人類探測器旅行者1號,其在太空中行走1光年就已經耗費了40多年的光陰。

按照這個速度推算,拋去宇宙仍在不斷膨脹的情形,我們前往距離我們最近的恒星比鄰星就需要近170年的時間。

而這僅是在宇宙狀態不變的情況所預測的,但事實上宇宙中大部分的星體都是出現不同程度的紅移情況,這一變化是超光速的,實際上,所耗費的時間將會更加的遙遠。

而我們所面臨的是飛離銀河系的任務,因此自我們的太陽系出發,以光的速度就需要2-3萬年的時間。

換言之,即便是我們達到了宇宙第六速度,我們抵達銀河系就需要2-3萬年。更別說旅行者1號,即便其僥幸在宇宙空間內躲開星球引力的撕裂的風險,或者是被星球捕獲成為衛星之類。

飛離銀河系,沒有十幾萬年是不可能的。到那個時候,人類是否還存在都是一個未知數。

逃離銀河系的可能

人類對宇宙的探索之路,從未停止。一方面是對于太陽這顆恒星而言,在未來的十億年的時間里,將會逐步摧毀人類賴以為生的家園。

另一方面,宇宙蘊含著無數的謎團,而這些謎團對于人類文明的進一步發展有著重要的意義。在如此嚴峻的情況下,需要地外宜居星球迫在眉睫。

然而,人類航天事業并不樂觀,載人航天所抵達的星球不過是距離地球最近的自然天體————月亮。而被寄予厚望的探測器能否逃離太陽系,也處于未知狀態。

因此,這對于當前人類科技水平來說,并不是一件容易的事情。

同時,當速度達到一定程度時,物體的質量越大,速度越快。簡言之,即便我們造出了光速行進的飛行器,到那個時候,如何飛離地球可能都是成為一大麻煩。

不少科學家提出了超光速的概念。根據模擬,他們發現當速度達到了光速的2083倍時,我們抵達位于柯伊勃帶僅10秒的時間。而到達離我們僅4.22光年的恒星——比鄰星,十余個小時即可到達。

按照這一速度,我們飛出銀河系至少需要96年。

這個數字,相較于此前幾萬年的估計已經大大縮減。但是相較于人的一生而言,仍是一個挑戰生命極限的數字。換言之,當科技達到一定水平時,離開銀河系仍然并非單純依靠一代人所能完成的任務。

宇宙之大,讓我們難以想象。盡管現行的技術和水平,讓我們離開太陽系都成為一種困難。

但相信未來伴隨科技發展,蟲洞理論,超光速技術等不斷涌現。

終有一天,我們能夠找到離開太陽系,離開銀河系的辦法,人類的足跡將不會僅限制于狹小的月亮,更是更加寬廣的宇宙。

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