旅行者1號的速度越來越慢,未來會被太陽的引力拉回來嗎?

2020-12-22 魅力科學君

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在人類向宇宙發射的眾多探測器中，旅行者1號無疑是最受矚目的，它於1977年9月5日發射升空，歷經40多年，飛越了200多億公裡的距離，現在已經成為了距離地球最遠的人造天體。如今的旅行者1號正向著太陽系外的星際空間繼續前進，大家都希望它能夠成功地飛出太陽系。

早在1980年探測土星的時候，旅行者1號就幾乎耗盡了自身的所有動力，現在的旅行者1號全靠自身的慣性在飛行，而由於太陽的引力作用，它的速度一直在降低。這不禁讓人擔心，旅行者1號的速度越來越慢，未來會被太陽的引力拉回來嗎？

我們都知道，相對於某個天體而言，當物體的運動速度達到了一個特定的值，這個物體就可以掙脫天體的引力束縛，我們將這個速度稱之為「逃逸速度」，其計算公式為：V = 根號下（2GM/R），其中G為引力常量，M為天體質量，R為該物體與天體之間的距離。

經過簡單的計算，我們可以得出當旅行者1號發射的時候，應該具備相對於太陽大約42公裡/秒的速度，才可以掙脫太陽的引力，而當時的情況是，即使藉助了地球的公轉速度以及引力的作用，旅行者1號相對於太陽的速度也只能達到36公裡/秒。

可以看到這是低於太陽的逃逸速度的，正是因為這個原因，旅行者1號在向太陽系外圍飛行時，其速度被太陽的引力大幅降低，當它抵達木星時，速度已降至大約14公裡/秒，照這個樣子下去，它是必定會被太陽的引力拉回來的。

然而木星在這關鍵的時刻大顯身手，它強大的「引力彈弓效應」將旅行者1號直接加速到37公裡/秒的速度，根據上面的公式可知，天體的逃逸速度會隨著距離的增加而降低，因此在木星的位置上，一個物體相對太陽的逃逸速度就只有大約18公裡/秒了。

這就意味著，從這個時候起，旅行者1號就擁有了掙脫太陽引力的能力，而在此之後，當旅行者1號離開太陽系黃道面時，土星的引力又將它的這個能力進一步地增強。這一點可以從現在旅行者1號的狀態得到印證，現在它位於距離太陽200多億公裡的位置，其相對太陽的逃逸速度不足4公裡/秒，而它自身的速度卻為16公裡/秒。

因為宇宙空間接近真空，所以我們可以認為旅行者1號只受到了太陽引力的幹擾，雖然隨著時間的推移，它的速度會因此而越來越慢，但它離太陽越來越遠，其相對太陽的逃逸速度也會大大降低。在這種情況下，旅行者1號將一直處於自身速度遠遠大於逃逸速度的狀態，因此在不出意外的情況下，未來的它是不可能會被太陽的引力拉回來的。

那麼會出什麼意外呢？其實這個意外不是來自於天體撞擊（這個可能性低得可以忽略不計），而是來自於太陽系裡一個神秘的天體——X行星（Planet X)。X行星是科學家根據太陽系的已知數據，推測出來的一顆假想的巨行星，近些年來，越來越多的證據都強烈地暗示這顆巨行星很可能真的存在。

如果真有這麼一顆巨行星，那麼旅行者1號就有可能被它的引力影響，從面偏離自己的運行軌道，甚至直接被X行星捕獲。當然，假如這樣的事情真的發生，對於人類來講將是一個巨大的收穫，旅行者1號也算是不虛此行了。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見`

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