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有四道“牆”隔著,咱們可能永遠飛不出太陽系?人類被圈養了嗎?


2021年8月30日 - 文明小編 答案在這兒 
   

答案在這兒

百家榜創作者,未來車科技成都有限公司,科學領域創作者

引言

在文明進步和科技發展的驅使下,作為地球霸主的人類開始了對於宇宙的無盡探索。上世紀六十年代中期,蘇聯宇航員加加林登陸太空打破了人類對於宇宙的一切神話與想象,隨後有更多的國家加入到開發宇宙、探索太空的行列中來。隨著越來越多的宇航員進入太空將所有新發現帶回地球,科學家們對於宇宙的研究更加深入。

蘇聯宇航員加加林

我們在看到每一艘宇宙飛船起飛時發自內心的自豪與激動,都源自人類幾千年來對於外太空的好奇,好奇於人類何時才能真正飛離地球飛出太陽系,自由穿梭於銀河系。但幾十年來的研究表明,關於人類飛出太陽系仍然還是一條無止境的科學發展之路。

地球圈養論

對於外星高等文明的猜想延續至今已經形成了許多理論,其中流傳最廣泛最消極地就是地球圈養理論。一部分學者認為一定有更高級的文明藏在宇宙的角落裏,監視著地球的一舉一動,甚至極有可能在某一些科技進步的偉大時刻給予過我們幫助。我們或許被更高級的外星生物圈養了,人類永遠不會消失。

圈養地球構想

廣袤無垠的宇宙中存在著無數個形態各異的星球,但人類了解的星球卻微乎其微,地球上的所有事物促使了生命的形成,使得人類成為地球上擁有最高文明的生物,成為地球霸主。

就像食物鏈中每一個角色都不可或缺一樣,地球是否也是宇宙生命鏈中的一環?如果地球消失,是否更高文明的生物會進行干擾?在這一猜想下,地球極有可能被其它更高級的文明保護甚至被圈養。

人類對於自由穿梭於太陽系的渴望越深,對於宇宙探索的好奇心越旺盛,但由於目前的科技還無法滿足需求時,人類就有了越來越多的想法:是否有外星高等文明將人類禁錮於此?為什麼我們依然沒有獲得任何外星生命的回信?他們在哪裏?

人類構想中的外星人

費米悖論

這裏就不得不說一下著名的費米悖論。費米認為如果真的存在外星高等文明,相較於銀河系存在的歷史年歲和體積,那些高等文明完全可以開始對星系進行探索,而且研究表明地球從出現生命至今幾乎沒有出現過外部干擾。宇宙中真的只存在人類文明嗎?我們就是宇宙中擁有最先進文明的生命嗎?由於科技的限制,至今我們無法得出一個准確的結論。

恩利克·費米

天文學家弗蘭克·德雷克將費米悖論細化為7個問題,從而得出一個猜想公式“綠岸公式

星系中恒星誕生的速度有多快?有多少恒星擁有自己的行星?有多少行星的環境適合生命存在?在環境適宜的行星裏,有多少真的出現了生命?這些生命有多少進化出了智能、建立了文明?有多少文明的技術水平高到足以在太空中顯露蹤跡?這樣的文明能存在多久?

這些問題可以將銀河系中的高度發達或與地球相似的文明數量估算出來,雖然無法進行嚴謹的科學計算,但這項公式的得出始終使我們歡欣鼓舞。我們是否真的可以與外星文明進行信息交換?

銀河系恒星數約為1000億~4000億

人類曾以為自己就是宇宙的中心,從伽利略將天文望遠鏡對向天空開始,這個傲慢的信念逐漸崩塌。在接受自身的渺小後,孤獨感隨之而來。“我們孤獨嗎?”這一問題充滿了人類對宇宙無盡的好奇和向往。

現在離地球220多億公里的旅行者一號探測器就是人類觀察得最遠的距離。自1977年發射至今已經運行了44年,它仍然肩負著人類給予的重任,艱難的前行。

它穿過危險環生的小行星帶,為人類帶回了第一張恒星的詳細照片,我們終於看到了宇宙中木星、土星的模樣。旅行者一號的星際旅途證明了人類科技的發展,我們是可以突破一個個難題沖出太陽系。

木星表面

旅行者一號真的飛出太陽系了嗎?理論上在太陽系外圍還有一個包裹著太陽系的球體雲團,名為奧爾特星雲。

據估算其半徑可達一光年,旅行者一號至少還要飛行3萬年才能飛出太陽系,這是一個多麼讓人絕望的數字。有“四堵牆”一直在“阻撓”我們飛出太陽系。

旅行者一號

宇宙中的“四道牆”

首先是距離地球最近的主小行星帶,是太陽系位於火星和木星之間的小行星密集區域,存在無數行星的殘骸碎片還有一些微小的行星,這些細小的顆粒會對精妙的儀器產生巨大的傷害。

但小行星帶的物質非常稀薄,已經有好幾艘太空船(旅行者一號、二號,先驅者10號、11號)安全通過而未曾發生意外。所以在目前來看,載人航天飛船順利通過第一堵牆已經不再是無法攻克的難題。

小行星帶

其次就是柯伊伯帶,位於太陽系的海王星軌道外側,柯伊伯帶非常的薄,它不像帶狀而更像花托或甜甜圈。關於柯伊伯帶還有一種理論是彗星說,很久以前一顆彗星撞擊地球,將有機物和生命的種子也送到地球上,於是在地球環境的逐漸完善下,終於擁有了生命。

有人相信這顆帶來地球生命之初的彗星同樣來自柯伊伯帶,這是一條比小行星帶大了將近20倍的行星帶,其中不只有數不清的小行星還有大量活動的彗星。想通過這裏,如同行駛在野生動物出沒的高速公路,無法預測的危險才最可怕。

柯伊伯帶

接下來就是日鞘,人類想要飛離太陽系就必須突破日鞘。日鞘是太陽系的邊界,這裏是太陽風無法超過的地方,在這裏,太陽風與邊界外的輻射發生猛烈碰撞,能量迅速聚集產生強烈反應,此處所散發出的離子溫度可高達4萬攝氏度。如此劇烈的高溫會造成飛行器發生無法估測的故障,以當今的科學技術還無法通過如此的高溫地帶。

太陽風的風速是地球風速的上萬倍

最後就是前文所提到的奧爾特星雲,這裏是名副其實的“時間監獄”。它的厚度超過一光年,以目前人類的技術計算,至少需要三萬年才能穿過奧爾特星雲。周圍什麼都沒有,這對於人類航天飛船是非常致命的,漫長的星際穿梭,長達三萬年的折磨,如同將意識鎖在封閉的空間裏,周圍一片空寂。除了要突破科技的桎梏,我們同樣也無法解決時間帶來的困難。所以,人類可能永遠也無法飛出太陽系。

奧爾特星雲

人類科技的“四道牆”

面對未知的無盡的宇宙,人類本身也面臨著“四道牆”的困難,那就是時間、空間、技術、能源。

時間是面臨最大的困難,當前的航天器抵達距離地球最遠的恒星海王星,需要超過12年的時間,單純的只看這一個方面,在狹小的航天器中獨自生存超過十年,不論其它任何問題這都是對於人類的一個挑戰。當前只有提升航天器的飛行速度,才能大幅度減少航行時間帶來的壓力。

海王星

那麼接下來技術就是亟待解決的又一道“牆”,前文多次提到以當前的科技我們無法達到很多方面的探索,以現在的科學技術來看,我們已經做到了前所未有的突破,一次又一次的載人航天飛船的升空,其實就是一次次對於科學技術的衡量和突破。

對於人類來說星際航行的第一步就是可以大規模的進入近地軌道,但數不清的太空垃圾成為了前行的攔路虎。我們需要突破的就是曾無數次被科學家們提出的航天回收技術,以及傳說中的宇宙飛船,可多次反複使用的航天飛船。

宇宙中充斥著太空垃圾

第三點就是空間,最快的速度是光速,可在宇宙中距離的衡量單位都是以光年計算。要達到自由穿梭於宇宙的終極奧義就是突破空間,就像很多科幻電影裏講述的一樣,空間曲率引擎就可以達到星際跨越。但科幻始終是科幻,還沒有現實的理論可以解釋空間跨越的實現。

最後也是最基本的就是能源,我們幾乎每年都會看到有火箭發射的新聞播出,但有沒有想過一艘火箭的升空會消耗多少能源,更不要說需要儲備足夠飛出太陽系的能源。載人航天所使用的航天器和航天運輸所需要的制造原料和燃料,一直是一項巨大的消耗。

旅行者一號自1977年發射至今44年,每隔幾年都會因為能源問題關閉相應的研究設備以供探測器繼續運行,但仍然只能運行至2025年。載人航天技術的能源消耗問題仍然是我們無法突破的一道高牆。

如今旅行者一號的位置

所以無論是什麼原因導致人類可能永遠也無法飛出太陽系,科學和科技的發展才是打破一道道壁壘的重錘。

結語

旅行者一號上攜帶著一張金色唱片,將我們對宇宙的好奇和向往帶到人類能抵達的最遠的地方,唱片中記錄了一段用摩斯密碼表達的拉丁語:“通往星空之路困難叢生”。不知我們這一代是否還能看到突破,不知人類何時才能真正開始星際航行,不知是否能得到外星文明的反饋,唯一能確定的是只要人類還存在,總會有先驅者將人類的足跡走向更遠的地方。

旅行者一號與碟片

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