旅行者號是由美國研製的外太空探測器,於1977年先後發射,至今仍在工作。作為一項探索宇宙的“先行者”,它們的使命無比的光榮,代表著人類不斷向外探索宇宙的腳步從未停歇。發射至今已過去四十多年,它們也飛行了近185億公里。
旅行者目前的位置
隨著不斷深入宇宙空間,旅行者號發現真空物質越來越多,這究竟是怎麼回事?
旅行者號簡介
旅行者號是美國一項宇宙工程的探測器,因其原本屬於水星計劃兩顆探測器,故原名“水手11號”和“水手12號”,後由於計劃調整決定執行另外的探測計劃而改名。由於旅行者一號發射前期出現了一些問題,其發射時間反而比二號晚。在1977年八九月份前後共發射兩顆,它們主要任務是探測太陽系及其他星系內各行星的情況,其次就是攜了人類的錄音希望外星文明能聽到我們人類的聲音。
記錄了人類文明的唱片
關於其發射背景,可以說是天時地利,它是在“連珠”現象下發生的。太陽系包括許多行星,各自的公轉速度都不相同,距離地球的角度也不同。但透過一段時間後,會出現我們所說的“連珠”現象,這樣探測器就能夠順著軌跡到達更多的行星,收集更多的“星際情報”,並且利用巨行星的引力能夠輕易改變航向,節省燃料和時間。據研究人員計算表明,這種“連珠”現象極其罕見,平均175年才會出現一次,所以這次旅行者號探測器的發射時間可謂是“百年一遇”。
五星連珠
兩顆探測器雖行動方向不同,卻都兢兢業業地工作在自己的崗位上。旅行者一號完成了觀測木星、土星、天王星和冥王星的任務,其後受到美國國家航天局指令向銀河系方向進發,如今距地球已達180億公里。旅行者二號最出色的探索任務就是其對天王星進行了40多天觀察,首次精確測得天王星的公轉和自轉週期,重新整理了之前人類對於天王星的認知。
為何發現的真空物質越來越多
我們生活中所說的真空一般指的是沒有空氣和任何物質存在的環境,但宇宙真空的概念並非如此。其實真空充滿了粒子和能量,並非什麼物質都沒有。而太陽風中的粒子就是屬於真空物質。太陽風是一種帶電粒子流,會在太陽周圍傳播和延伸,隨著太陽向邊緣擴散,這些粒子流也在不斷減弱。由此可知,真空物質的分佈離太陽越遠就越少。
太陽風暴
旅行者號的任務除了探測地球附近行星外還有探測更遠的星際空間。當旅行者號遠離太陽系進入星際空間時,按照分析,星際空間的真空物質會隨著於太陽距離變遠而逐漸減少,但旅行者1號和2號在星際空間飛行一段時間後竟然發現真空物質越來越多。旅行者2號飛達185億公里時,使用等離子波科學儀器進行檢測,發現此地的真空物質密度比之前增加了0.12個電子/立方厘米。關於這個問題的探討大致存在幾種說法。
太陽系宇星際空間邊界
一種說法認為:磁力線會在經過日光層頂部時變得更強,從而可能形成一種電磁離子迴旋,極具不穩定性,被覆蓋的等離子體就被耗盡,所以此時探測到的真空物質較少。也有人認為:一些物質被星際風帶到日光層頂部受到阻力速度減弱,導致一定物質在此處不能散開和聚集。如果旅行者號飛行距離再遠一些或許會探測到準確的資料。
日光層頂
最後一種是:過去科學家認為只要穿過太陽系頂端就是進入了星際空間,直到奧爾特雲被發現。日光層頂部以外的空間可能不是真正的星際空間,但它們也屬於太陽系的範圍,就是被奧特爾雲包裹的部分。在這個星雲中,存在一定的天體物質且物質的密度要大於星際空間。因此,科學猜測旅行者號停留在了奧特爾雲和太陽的中間部分之內,真空物質的密度自然就會增高。
奧爾特雲
目前第三種說法可能性最大,如果真的是這樣,會令科學家們失望。因為旅行者號都攜帶著金色唱片,其中記錄著人類的文明。他們希望旅行者號能進入星際空間與外星生命和文明對話,如果想穿過奧特爾雲還需一萬年,這個願望自然也無法實現。
真空物質越來越多有何影響
真空物質的增加會對想要探索宇宙的飛船產生不利的影響。在日常生活中,物體自然下落會獲得重力加速度,同時也有空氣阻力的影響,比如樹葉飄落。同時速度越小的物體受到的阻力就越小。在宇宙空間也是如此,當星際物質增多時宇宙環境也是真空狀態,那些星際物質還不會對飛船造成太大影響,但這只是建立在飛船速度不是特別快的基礎上。
如何計算重力加速度
如果飛船的速度提升,就是另一個結果。飛船要想達到附近星系的目的地,其自身速度必須要是旅行者號的百倍,也就是百分之一光速的程度。速度是相對的,在這種情況下,飛船會作用於真空物質,它們也會作用於飛船,相當於相互碰撞。高速行駛的飛船會被這些真空物質破壞撞穿,導致飛船本身的直接爆炸,真空物質也會釋放能量。所以,這些真空物質在未來會成為高速飛船前進的阻礙。
旅行者號
當然這種情況在當今還不會出現,科技水平還未達到如此快速的宇宙飛船。如果說解決辦法,那便是像現代飛機一般給飛船製造一個可以抵禦星際物質危害的保護殼,解除高速行駛下星際物質對飛船的威脅,所以讓我們拭目以待吧。
結語
無論如何,旅行者號都給人類帶來了許多驚喜,標誌著在探索太空的路上更進一步。它的使命就像它的名字一樣,代替我們飛上太空,探索外面的世界,在宇宙中旅行,好壞都是風景。即便最後願望沒有實現,但我們相信在科技不斷髮達的今天終有一天會解開種種謎底,和宇宙其它文明對話。