[国际空间站]在宇宙中迷路后怎样返回地球?脉冲星是宇宙导航系统的关键


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在宇宙中 , 大约有2万亿个银河系 , 例如我们的银河系 。 我们的银河系中大约有100-4000亿颗恒星 , 与太阳的级别相同 。 在我们的太阳系中 , 有八个主要行星和无数个小天体 。 太阳系的半径可以达到1光年 。
如此广阔的星空 , 没有所谓的东南和西北 , 也没有大家熟知的上下左右 。 直到现在 , 我们还无法描述地球在宇宙中的精确位置 , 这意味着 , 如果我们迷失在宇宙中 , 我们根本无法找到返回地球的方法 。宇宙是时间和空间的总和 。 它是所有物质 , 能量和事件的统一体 。 在这个宇宙中 , 有大大小小的天体 , 从彗星 , 小行星 , 卫星 , 行星到恒星 , 从太阳系 , 银河系到银河系外星系 , 从恒星团 , 星云 , 星系团 , 大型规模的结构到超银河团 , 从暗物质 , 暗能量 , 黑洞到虫洞 , 神秘而广阔的宇宙超出了我们的想象 。
【[国际空间站]在宇宙中迷路后怎样返回地球?脉冲星是宇宙导航系统的关键】现代宇宙物理学家认为 , 我们可观测宇宙的直径约为930亿光年 。 不仅如此 , 我们的宇宙正在加速扩张 , 这意味着该宇宙每分每秒都在变得越来越大 。 在这种扩张下 , 恒星正在加速远离我们 。 也许有一天 , 宇宙将陷入黑暗 , 而你再也看不到星星 。
我们的宇宙真的很大 , 它有138亿年的历史 , 并且其中的材料基本上仍然非常活跃 , 这意味着在这种变化下 , 我们无法在整个宇宙中建立通用的定位和导航系统 。这意味着 , 如果有一天我们有能力进行星际旅行 , 如果我们迷失在宇宙中 , 我们可能无法找到返回太阳系和返回地球的方式 。
地球真的太小了 , 太微不足道了 , 很难找到这样的地球 。 地球比木星小10倍 , 其直径仅为太阳的1/109 。 地球不能发光 , 它的存在将被太阳完全隐藏 。 如果我们从48亿公里之外的海王星看太阳 , 那么此时的太阳还不那么明显 , 用肉眼甚至看不见地球 。
如何建立可靠的太空导航系统?科学家认为脉冲星 。 我们可以利用脉冲星的神奇本质来构建太空脉冲星导航系统 。
脉冲星本质上是高速旋转的中子星 , 由裸露的中子组成 , 是由超质量恒星在晚年的超新星爆炸后形成的 。 脉冲星高速旋转时 , 它将定期释放一个很强的无线电脉冲信号 , 这非常具有标志性 。 科学家认为 , 这种特殊且稳定的脉冲信号将有助于人类研究并建立覆盖整个星系的导航系统 。
这个星系定位系统类似于地球上的GPS系统 。GPS系统使用多颗卫星的位置与用户接收器之间的距离差 。 在考虑相对论效应之后 , 可以将多颗卫星的数据合并以获得特定的接收器位置 。
由于银河系的规模太大 , 直径为200000光年 , 因此银河系定位系统的操作将相对较慢 。 要在广阔的空间中工作 , 必须配备X射线望远镜 , 并且还必须设计成旋转 , 指向脉冲星至少4毫秒 。 整个定位过程至少需要四个脉冲星 , 其中三个用于告诉航天器他的位置 , 第四个用作校准卫星以确保时间的一致性 。
这就是银河系导航系统的想法 。 在人类发射到太空的旅行者1号和旅行者2号上 , 它们携带着人类的位置信息 。 它们利用多个脉冲星的相对位置锁定地球 。 这两条载有人类信息的黄金记录将在宇宙中游荡数亿年 , 而不会造成破坏 。