人类在宇宙中,最远到哪了?

来源: 汉周读书 日期:2022-11-05

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根据最新的研究成果,人类所在宇宙的年龄在137.7亿到138.2亿年上下,目前人类可观测宇宙直径在930亿光年。

这是两个最大的数字。

理论上,宇宙目前一直以超光速的速度在向外扩张。

那么,在可观测宇宙之外的世界,当然就还是宇宙,只是我们现在看不见而已。

那么人类目前在宇宙领域里真正迈出去了多远呢?

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上个世纪五六十年代,冷战大幕开启,美苏争霸,双方在各领域都展开了全方位的较量。

在太空方向上,两家各有长短。

除了大热门月球之外,苏联人的另一个最重要的战场是金星。

为此,他们展开了自己雄心勃勃的“金星计划”

从1961年开始,苏联就向金星发射了大量的无人探测器。

1970年,Venera 7号成为第一架降落在除月球之外星球上的航天器。

1975年10月22日,Venera 9号拍摄了第一张有关金星地表的黑白照片。

1982年,Venera 13号又传回了第一张彩色的金星地表的照片。

“Venera”这个项目一直被干到了第16个。

苏联人获得了大量有关金星大气、水文、地质、气候信息,不过因为金星的表面太热,大气压强又是地球的92倍,探测器没办法进行回收,只能遗憾的成为一次性用品。

于前苏联相比,美国对金星的探测就稍显逊色,不仅项目立项比苏联少,而且发射成功的水手2号、5号、10号也只是在几千公里外“瞥”了金星一眼。

最终到达金星的,也只有两个探测器。

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不过,美国在超深空领域成绩还不错。

当然,这个“成绩不错”是因为他目前没有对手。

1977年9月5日,美国宇航局(NASA)发射了一颗超深空探测器:旅行者一号。

为什么选这个日子呢?

由于受到太阳引力的作用,探测器在升空之后,会飞行的越来越慢。

这时候,如果要获得加速,逃离太阳系,最合适的办法就是利用行星或其他天体的相对运动和引力,来给探测器做加速运动,让行星自己把探测器“弹开”。

而且因为探测器自身的速度已经超过第二宇宙速度,完全不用担心被天体自身的引力捕获。

这种方法,就叫“引力弹弓效应”。

理论上来说,探测器能额外获得的最大速度是行星公转速度的两倍。

假设探测器的速度是V,行星公转速度为U,那探测器的最终理想速度就是V+2U

而在六十年代的时候,一位美国的大学生经过测算,在70年代中期有一个绝佳的飞行器发射窗口,即木星、土星、天王星、海王星这四颗气态行星,恰好运动到了太阳的同一侧,“相对”排列成了一条直线。

这种现象在176年才会出现一次,是绝对可遇不可求的。

这时候的探测器的飞行路线类似于打水漂,只要环绕木星获得了加速度,就可以大幅度的节约星际航行的时间,一次性飞越四颗行星,从而“逃出太阳系”。

最终的结果也很让人开心,旅行者一号飞近木星时,初速只有大约14公里/秒,最后木星把它弹出去的最大速度却达到了37公里/秒。

1979年,天文学家从旅行者一号上发出的信息中,发现木星赤道周围有三个微弱的星环。

相对于土星而言,木星星环的规模要小的多,它的主要组成部分,是木星庞大的卫星家族发出的尘埃粒子流。

这是2016年8月27日,美国朱诺号航天器上的星际追踪相机在首次接近木星时捕捉到的木星星环

旅行者一号拍摄的木星“大红斑”照片

地月同框照,位于距离地球大约1165万公里的位置

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如今,距旅行者一号升空已经过去了45年。

燃料早就已经消耗完,而它当初的预期寿命其实也只有两年左右(超长时间待机是航天器的家常便饭)。

不过它目前的速度也达到了17公里/秒,超过了第三宇宙速度(16.7公里/秒)。

虽然它最终将在2025年彻底无法向地球传回讯息,但依然可以依靠惯性“飘出太阳系”。

按照测算,目前旅行者一号已经飞到了距离地球234亿公里外,因为太阳的引力作用在180亿公里左右,再远就没什么引力控制了。

所以旅行者一号也可以算是来到了系外空间。

但是,别忘了在太阳系外围还有直径长达2光年的奥尔特星云(可以把它理解成太阳系的一个保护性外罩),旅行者一号想突破它,还需要几万年的时间。

所以也就是说,虽然旅行者一号已经在天上飘了这么长时间,实际上它还是没能出家里的那扇大门。

值得一提的是,在旅行者一号上有一张十二英寸铜制镀金留声机唱片。

在这张唱片里有来自全世界55种不同语言的问候语,从大约六千年前苏美尔人的阿卡德语开始,一直到当代汉语方言吴语结束。

还有不同文化和年代的音乐声,甚至火车开过的声音以及黑猩猩的叫声。

另外,还用摩斯电码标明了地球的准确方位,幻想哪天被系外文明和外星人发现。

虽然一直有人担心丛林法则,认为接触外星人是冒险的行为。

但按照旅行者一号的行进速度来看,如果它真的有一天被外星人发现,那就代表着,外星人差不多已经把太阳系包围了,人类再有什么应对都是徒劳的。

或许,等人类将来造出更快的探测器之后,会在星际中将它找到并回收,放进博物馆。

在它面前的介绍文字上,可能会写上:人类前往星辰大海征途的第一步。

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1990年2月14日,美国天文学家、科幻作家卡尔·萨根说服NASA,让早已远在64亿公里外的旅行者一号,调转相机,为身后远去的太阳系拍摄了一组全家福照片。

其中,在之后暴得大名的照片是这样的:

在整张照片里,地球的大小只占了0.12像素。

后来,卡尔·萨根在他的《暗淡蓝点》书里是这么写的:

“看看那个光点。是的,那就是我们的家园,我们的一切。

你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说过的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过他们的一生。

这里聚集了一切的欢乐和痛苦,数以千计的自以为是的宗教、意识形态和经济学说,所有的猎人与强盗、英雄与懦夫、文明的缔造者与毁灭者、国王与农夫、年轻的情侣、母亲与父亲、满怀希望的孩子、发明家和探险家、德高望重的教师、腐败的政客、超级明星、最高领袖、人类历史上的每一个圣人与罪犯,都住在这里:

一粒悬浮在阳光中的微尘。”

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说了这么多,人类目前在宇宙领域里到底迈出去了多远呢?

不好意思,只有大约0.03光年。

(光年是长度单位,不是时间单位,它表示光在一年的时间所到达的距离)

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