科学书屋:科学家说人类走不出银河系,或许不光是时间和距离的问题?


人类靠“走”(飞船飞行)是永远走不出银河系的 , 或许通过虫洞“跳跃”还有可能 。 不过 , 别说我们现在无法制造“虫洞” , 即使制造出来了“虫洞”内部的性质 , 时空的结构是如何 , 我们还尚未清楚 , 或许“虫洞”也跳不出“银河” 。
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既然是要去一个陌生的地方 , 我们肯定要先导航一下 , 找一条又快又短的路线 。 请看地图:
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如果是这种2D打开方式看银河系的话 , 我们根本不可能出去 。 上图银河系直径约为10万多光年 , 地球所在的太阳系距离银河边缘最短距离为2.4万光年 。 一光年大约需要花费4000地球年(以我们目前的推进技术计算) , 导航会响起郭德纲的声音:距离目的地2.4万光年 , 航行时间约10000万年 , 请写好遗言 , 安全带就不需要了 , 反正你肯定不会活着到达终点 。
或许你无法理解 , 这个距离有多远 。 在太阳系中 , 太阳是我们的大哥 , 他带领着我们围绕着银河系中心旋转 。
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请看下 , 下面的比例图 , 最左边是我们太阳的冰山一角 。 目前 , 人类已经成功的踏上了下图都“显示不出来”的月球的大地 。 仅仅是趟火星之旅 , 目前对于人类来说都是一件令人难以置信的艰巨任务 , 最近一直在为此苦苦挣扎 , 人类可以说是连家门都没走出去过 , 地球只是银河系中的一粒尘埃 。
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目前 , 人类的飞行器还是有走很远的 。 1977年 , 美国旅行者1号探测器发射 , 在2014 , 它终于彻底离开了太阳系 。 然而即使给它无限的时间 , 它也走不出银河系 , 因为还有另外一个问题 。
逃脱引力
牛顿说:在地球上 , 如果将标枪扔出去 , 会发生3种情况 。
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当标枪出手时的初始速度太小 , 那么它会被重力慢慢拉扯减速 , 然后在向下加速 , 最终落会落回地面 , 就像我们跳起来 , 还是会落下来 。
当初速度太大时 , 标枪会逃离地球 , 如果没有外力控制它 , 它就不会再回来了 。 (逃逸速度)
只要速度不大也不小时 , 就可以使标枪围绕地球慢慢磨合速度和轨道 , 最终达到一个平衡点 , 永远围绕地球转 。 (第一宇宙速度
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火箭逃离地球的速度就是地球的逃逸速度 , 同样太阳系有太阳系的逃脱速度 , 银河系也有银河系的逃逸速度 。
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在理想条件下(利用太阳系自身的速度作为提振) , 银河系的逃逸速度大约为350–400 km / s 。 但还存在很多其他因素 , 如:暗物质、暗能量 , 这些都不是我们目前解决不了的 。
除此之外 , 逃逸速度还取决于太阳系旋转到银河系哪个位置起飞 。 我们还要考虑附近天体的密度 , 要计算好逃离太阳系的弹射方向 , 逃出太阳系之后的弹射方向 , 路线是否有障碍物 , 会不会被其他天天所吸引 , 所有这些因素都可以发挥作用 。 在确定银河系所需的逃逸速度方面起着至关重要的作用 , 所以实际情况它可能高于上述范围 。
我们目前有用的技术 , 连逃逸速度的1/10都达不到 , 只能在太阳系之外 , 银河系之内徘徊 , 永远逃离不了银河系 。