來源:hao123百家號 時間:2022-03-31 14:55:26
對我們普通人而言,坐上飛機就是我們脫離地球最遠的方式,但是飛機所飛行的高度對地球而言,就相當于是在地面上爬行。
你知道嗎,在探索宇宙的過程中,我們會遇到一層層的阻礙,這些阻礙就如同一堵堵堅固的墻壁,阻礙著人類向外發展,普通的飛機連第一層“墻壁”都不能突破。
2013年的時候,一位研究宇宙伽馬射線暴的天文學家,在距離地球約100億光年的宇宙空間里發現了一堵巨大的“墻”,這堵墻看上去閃閃發光,將這一百億光年的空間都給鎖在了墻里。
這堵“宇宙墻”算是比較靠外的了,還遠遠不是我們所能接觸到的。其實以現在的技術來看,科學家們從地球出發,一共發現了9堵各色各樣的“墻”,這些墻阻礙了我們探索宇宙的腳步,為了突破這些墻,科學家們絞盡了腦汁。
雖然每次突破都很困難,但是每突破一堵“封鎖墻”,都必將會給人類科技帶來質的飛躍。那么這9堵“墻”分別是什么呢?
第一堵墻:卡門線
卡門線距離地面約100千米(約62英里),這是一個普通飛機遠遠達不到的高度。這是一條假想出來的線,被認為是外太空與大氣層的分界線。
這條虛擬的線最早由一位名叫西奧多·馮卡門的匈利亞物理學家提出。計算結果和實際觀測數據都顯示,在這個高度上,空氣已經稀薄到可以忽略不計,幾乎所有的飛行器都不足以產生足夠的升力,因此無法執行普通的飛行任務。只有航天飛機這樣的特殊航天器才能夠在火箭的幫助下在這個高度飛行。
這條卡門線就相當于一堵墻,阻擋了大多數人踏出地球的腳步。截止到2022年,全世界大約只有不到600位宇航員穿越過這條線,第一位穿越這堵墻的,就是前蘇聯宇航員加加林,他在1961年成為飛出地球的第一人,成為第一個在太空觀看地球的地球人。
第二堵墻:范艾倫輻射帶
范艾倫輻射帶指的是地球近層空間中,包圍著我們地球的高能粒子輻射帶。這些高能粒子主要是被地磁場捕獲的微觀粒子,其中主要是能量高達幾兆電子伏特帶負電的電子,以及能量高達數百兆電子伏特帶正電的質子。
一般來說,范艾倫輻射帶的外圍高度約為13000千米到20000千米之間,到目前,只有人造太空探測器和十多位參與過登月計劃的宇航員穿越過這一堵“高墻”。
第三堵墻:小行星帶
小行星帶指的是位于火星軌道和木星軌道之間的一片隕石帶,在這片區域里,小行星的分布十分密集,這里距離太陽大約2.17到3.64個天文單位。(1天文單位等于地球到太陽的距離,約為1.5億千米)
這條分界線是一條巨大的實體分界線,它將太陽系分為內太陽系和外太陽系,內太陽系的4顆行星為巖石類行星,外太陽系的四顆行星則是氣態行星。到目前,還沒有人類突破過這一層封鎖,只有有數的幾十顆深空探測器曾經飛躍過這片區域。
在這片巨大的小行星帶之間,存在著大大小小無數顆小行星,小的到微米級別,大的能有幾十甚至數百千米,總數量約為50萬顆,其中被人類編號的有120,437顆。
第四堵墻:柯伊伯帶
柯伊伯帶是指位于最外側海王星軌道外側的區域,它最先由美國天文學家弗雷德里克·倫納德提出。這片區域距離太陽約30個天文單位,但它依舊處于太陽的引力范圍之內。這是一個在黃道面附近,天體相對密集的圓盤狀區域。
柯伊伯帶的組成和小行星帶有一點類似,只是其范圍遠遠大于小行星。它的寬度大約是小行星帶的20倍,這里的物質因此也相對稀松。
這是人類目前所能實地探測到的最遠距離,很少有飛行器在此停留,著名的旅行者1號和旅行者2號目前已經飛躍這片區域。
第五堵墻:太陽風鞘
太陽風鞘也叫作日鞘,從空間上來看,它是太陽系的最外層邊界,是太陽空間與星際空間的交界處,是太陽風與銀河系其他恒星之間的稀薄氣體碰撞的地方,這里距離太陽約80-100個天文單位。
這堵“墻”主要由太陽風和各種粒子組成,目前還處于工作狀態的旅行者1號和旅行者2號就在這個區間工作并進行研究。
到目前為止,還沒有任何探測器穿越過這片空間,不過旅行者一號和二號在將來會穿越的,但等到真穿越的時候,它們早就因為失去能源而停止工作了,所以是無感知的。
第六堵墻:奧爾特云
奧爾特云是一個包圍著太陽系的球體云團,與太陽的距離在5萬到10萬個天文單位之間,最大半徑接近1光年,穿過這片區域就相當于徹底脫離了太陽引力的統治范圍。
那我們有機會飛出奧爾特云嗎,機會渺茫。以現在飛得最遠的旅行者一號來說,如果它保持現在的速度持續飛行,那么只需要大約1.7萬年就能飛出去。要知道,距離太陽最近的恒星系是比鄰星,它們之間的距離僅僅只有4.24光年,奧爾特云的半徑就占了接近1/4。
柯伊伯帶的天體很多,公轉回歸時間一般都很長,太陽系內幾乎所有的彗星都來自這個區域,因此也有說法將奧爾特云稱為彗星云。
第七堵墻:銀河系邊際
銀河系的直徑約為10萬光年,其中恒星的數量在2000億顆以上,我們太陽系距離銀河系中央大約2.6萬光年。
銀河系整體呈現橢圓盤狀,其中心區域的厚度只有約1.2萬光年,其厚度越到邊緣越薄。我們現有的人造飛行器速度都不夠快,就算是給我們足夠多的時間,我們也無法脫離銀河系的引力飛離銀河系。
第八堵墻:大力神北冕長城
這個就是我們前文提到的巨大宇宙墻,這是宇宙中最大的“單體”結構。大力神北冕長城的直徑約為100億光年,幾乎相當于可觀測宇宙1/10。
在如此巨大的尺度上,這意味著哪怕我們人類能夠制造出光速飛船,在不考慮宇宙加速膨脹的情況下,也需要100億年的時間才能穿越這堵宏偉的高墻。而實際情況是,哪怕是光速飛行,我們也無法穿越。
第九堵墻:可觀測宇宙邊界
可觀測宇宙也叫哈勃宇宙,這是一個以我們地球(觀測者)為核心的地球形空間,這個空間的直徑約為930億光年。這意味著,如果所處的位置不同,那么可觀測宇宙的區間就是不同的。
這個巨大的直徑是根據光速和宇宙膨脹的速度算出來的,只有在這個區間內,物體發射或者反射出來的光,才能被中心的觀測者觀察到。
這意味著,真實的宇宙有多大,我們根本不知道,但是我們可以確定的是,宇宙的真實大小一定比可觀測宇宙大得多,一定遠遠超過930億光年。但是不管有多大,這對我們毫無影響嗎,因為可觀測宇宙之外的影響根本來不及傳到地球,而我們也注定無法穿越這堵最大最堅固的“墻”。
好了,這就是宇宙中的9堵“墻”,每一堵對人來說想要穿越都不容易。到目前為止,人類真正親自穿越的就2堵:卡門線和范艾倫輻射。希望人類早日能突破到第三堵甚至第四堵,相信到那個時候,整個太陽系都是我們的殖民地了。
加油吧,人類!
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