從太陽出發,以光速飛行,多久能飛出太陽系?途中會看到哪些場景

2020-12-27 姿勢分子knowledge

上一期,咱們介紹了從太陽表面進入到太陽核心的旅程,今天咱們從內而外,來一次穿越太陽系的航行。

和太陽不到140萬公裡的直徑相比,太陽系就要大得多了。因此,今天咱們只能乘坐比較快的旅行工具了,那就是光速。另外,為了方便大家的這次旅程,我們假設所有「景點」都在一條直線上,不需要轉彎,給大家最完美的旅行體驗。

讓我們從平時視覺上太陽的輪廓——光球層出發,展開這次太陽系之旅吧!

我們在上一期介紹過,太陽的光球層之外還有色球層、日冕等結構,這些也都算是太陽大氣層的一部分,其總厚度可以達到數百萬公裡。而我們的光速只有每秒不到30萬公裡,所以在這次旅行的前幾秒鐘時間裡,我們都是在日冕中穿梭,而且溫度反而越來越高,最高甚至超過了100萬攝氏度。

在穿越了日冕之後,我們算是進入了宇宙空間。大約飛行3分鐘的時間,我們就會來到第一站——水星。水星是太陽系最內側的行星,和太陽的平均距離大約是5790萬公裡。在這個距離上,水星表面的溫度可以達到452℃,非常恐怖。不過,水星可不是太陽系最熱的行星,這個稱號要在下一站才能看到。

從太陽出發的6分鐘後,我們就會看到太陽系最熱的行星——金星。由於恐怖的溫室效應,金星把大量的熱量都留在了大氣層內,以至於表面溫度高達465℃,甚至可能超過500℃!不過,它的高層大氣溫度還是比較適中的,因此有人推測這裡可能隱藏著金星生物。

再飛行2分20秒的時間,我們就會來到自己的家園——地球。地球是太陽系最大的巖石行星,表面71%都被海洋所覆蓋,而這片海洋也是生命之源。迄今為止,地球仍是我們已知唯一擁有生命的天體。不過,隨著我們旅程的繼續,會看到更多有希望孕育生命的星球。

從地球再飛行4分20秒,我們就會來到火星。火星的直徑只有地球的一半,最高溫度可達27℃,還算是比較宜居。因此,在尋找火星生命的同時,科學家們也希望將火星開發為人類的第二家園,成為我們的殖民地。今年,我國、美國和阿聯都發射了火星探測器,希望能夠更加了解這顆「小地球」。

在距離太陽2.17-3.64個天文單位的區域,我們將會展開長達6分鐘的小行星帶穿越之旅。在這個範圍內,分布著不少於50萬顆的小行星,其中最大的穀神星直徑也不足1000公裡。科學家認為,這個小行星帶可能曾經有望孕育一顆行星,但是在木星的引力攝動下「流產」。

從太陽出發後的43分鐘後,我們就會來到太陽系最大的行星——木星。木星的直徑達到了14.3萬公裡,是地球的11.3倍,它的體內足夠裝下超過1300顆地球!木星的質量也非常恐怖,是地球的318倍。太陽系內除了太陽之外的其他所有天體加在一起,質量之和也只有木星的40%。

同時,我們還能輕鬆地看到木星的四顆大衛星,那就是四顆伽利略衛星。其中,木衛二被科學家檢測到有巨大的地下液態海洋,這也使得它有很大的希望孕育地外生命,NASA也正在籌備在未來幾年發射探測器,去木衛二尋找生命的痕跡。

在離開太陽的約1個半小時之後,我們就會看到太陽系第二大行星——土星。土星有一個巨大的光環,這也使得它被稱為太陽系最美的行星。它的直徑同樣非常大,達到了11.6萬公裡。土星距離我們已經有十幾億公裡了,在這個距離上看地球,大概就是這樣的效果——

土星也有一顆衛星非常值得注意,那就是土衛六。土衛六是唯一擁有完整大氣層的衛星,並且表面同樣可能存在著湖泊,不過這裡不是水,而是有機物,但這也可能支持生命的存在。因此,NASA也同樣有計劃,在未來幾年去探索這顆「太陽系最宜居的衛星」。

在距離太陽28.71億公裡處,就是天王星的領地了,我們從太陽飛行到這裡需要2小時45分鐘的時間。由於距離太遠,儘管直徑是地球的四倍,天王星在地表也幾乎是肉眼不可見的,直到1781年才被英國天文學家威廉·赫歇爾發現,這也是第一顆利用望遠鏡發現的行星。天王星也有一個光環,而且通過光環我們可以清晰地看到,它的自轉軸傾角達到了98°,看起來就像是在躺著公轉。

而在更遠的45億公裡處,就是太陽系最遠的行星——海王星了,我們飛到這裡需要花4小時10分鐘的時間。雖然也是呈現出蔚藍色,但是海王星並非有一個海洋,而是因為大氣中有比較多的甲烷造成的。海王星是太陽系內風速最快的行星,表面環境極其恐怖,其風速最高可達每小時2000公裡,地球上最強的颶風和它相比都像是微風。

如果你想去看看冥王星,那麼就要飛更遠的距離了,我們還需要大約1.3個小時,才能到達這顆曾經是第九大行星,如今只是一顆矮行星的尷尬天體。2015年,NASA的新地平線號探測器飛掠冥王星,成為了迄今為止唯一近距離探測過冥王星的人造設備。研究表明,冥王星表面雖然極其寒冷,但地表以下同樣可能隱藏著液態海洋。這裡會有生命嗎?不知道,也許未來的探測會給我們答案。

在距離太陽66億公裡處,有一顆著名的小行星,那就是2014MU69。這顆小行星又叫天涯海角星,是我國天文學家朱進在1997年發現的。隨著新地平線號的抵達,它也成為了人類迄今為止近距離探測的最遙遠天體。它的外形像個雪人,由兩個球狀結構組成,其總長度才只有31公裡。能夠在這麼遠的距離發現這麼小的天體,還真是不容易。

從冥王星到天涯海角,基本上就是太陽系柯伊伯帶的範圍。離開柯伊伯帶,我們將要繼續這趟旅行。

再飛行差不多50億公裡,我們就會來到一個名叫日球層頂的位置,這裡是從太陽輻射角度定義的太陽系邊界。我們知道,太陽和宇宙都有強大的輻射,在太陽系內側,太陽輻射比較強;在較遠的地方,宇宙輻射更佔優勢。在日球層頂,二者達到平衡。隨著我們穿越日球層頂,我們將會擺脫一部分太陽風的輻射,更多地開始承受宇宙輻射了。

好了,大家可以稍微休息一下了,下一個目的地在距離太陽225億公裡的位置。從我們離開太陽到這裡需要整整27個小時,在這裡我們就能追趕上人類發射過最遠的探測器——旅行者1號。它從1977年發射至今,已經走了如此遙遠的距離。即使我們乘坐光速飛船,也要一天多的時間才能追上。

接下來的旅途更加遙遠,我們將會去光臨迄今為止發現的最遙遠太陽系天體——塞德娜。它目前和我們的距離是海王星的3倍,而它的遠日點極其遙遠,估計在937天文單位之外。也就是說,如果我們去光臨位於遠日點的塞德娜,光是路程就要花費5天10個小時!

即使是這個距離,也遠遠沒有脫離太陽引力的範圍。當我們以光速離開太陽大約9個半月之後,就會進入到太陽系最外層結構——奧爾特雲。這是太陽系所有彗星的故鄉,但是迄今為止仍然停留在理論中,我們的觀測能力還不足以發現這裡的天體。

據推測,太陽的引力範圍可能達到1.5光年。也就是說,從引力的角度來看,我們需要1年半的時間,才能擺脫太陽的引力,真正進入宇宙空間。由此來看,日地距離僅僅有500光秒,實在渺小得有點可憐。

不看不知道,看了嚇一跳,原來我們的太陽系竟然如此巨大。這個半徑可能達到10萬天文單位的系統,我們的探測器才僅僅飛出了150個天文單位。如果太陽系是一個蘋果,我們連一個蘋果核都沒飛出去……

好了,各位旅客,這一次太陽系之旅就到這裡了。如果飛得更遠,就要到比鄰星了。如果你真的到那了,記得合影留念~

如果想了解更多關於太陽系行星的有趣知識,也歡迎來我的課程【這樣的太陽系知識很有趣】,我們一起了解一個不一樣的太陽系!

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  • 以99%光速飛行,飛出太陽系需要多少時間?飛出銀河系呢?
    從理論上來講,我們似乎不可能造出光速飛船,但達到99%光速卻是允許的,那麼問題就來了,假如我們以99%光速飛行,飛出太陽系需要多少時間呢?看到這裡可能有人會說了,1光年就是以真空中的光速直線飛行一年的距離,而1除以0.99約等於1.01,所以這個問題的答案難道不是1.01年嗎?
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    從理論上來講,我們似乎不可能造出光速飛船,但達到99%光速卻是允許的,那麼問題就來了,假如我們以99%光速飛行,飛出太陽系需要多少時間呢?看到這裡可能有人會說了,1光年就是以真空中的光速直線飛行一年的距離,而1除以0.99約等於1.01,所以這個問題的答案難道不是1.01年嗎? 其實這個答案是正確的,但是卻不是唯一的,因為根據愛因斯坦在狹義相對論中的描述,時間不是絕對的,而是相對的,簡單來講就是速度越快,時間就越慢,這被稱為「鍾慢效應」。
  • 人類為什麼無法飛出太陽系?飛出太陽系需要什麼條件呢?專家一席話...
    旅行者一號太空探測器的速度已經達到了每秒鐘17公裡以上,它已經飛行了42年的時間,行程超過了211億公裡。但是它要飛出太陽系最起碼也得需要大約17600年的時間。對於一顆沒有生命的探測器來講,它有足夠的時間飛出太陽系的。
  • 旅行者一號已經飛行了217億公裡,還需要多久才能飛出太陽系?
    當人類走出地球,看到浩瀚宇宙的那一刻,被無限的宇宙感到震撼,同時也對探索宇宙產生了極大的興趣。在科學家的眼裡,太陽系邊緣是一個非常神秘的區域,因為那裡由於太陽光線逐漸變弱,沒有了更多太陽光的反射,天文望遠鏡也很難觀測到太陽系邊緣的一些情況。
  • 現在的人類能飛出銀河系?如果擁有光速飛行的話,是否可行?
    說到這裡,內心不免有些失落,一個直徑達到2-3光年的太陽系,人造星際探測器想要飛出,都尚且需要上萬年的時間,而一個直徑達到10萬-15萬光年的大星系,人類要想飛出或許比登天還難。目前,人類飛行速度最快的探測器是旅行者1號探測器,其速度是17公裡每秒,而銀河系的直徑是10萬光年以上,等旅行者1號探測器飛出銀河系,地球很可能早已經消失。當然,旅行者一號探測器不可能飛出銀河系,因為,漫長的時間中它可能早就已經自然銷毀了。
  • 人類難道被「囚禁」在太陽系了嗎?人類何時能飛出太陽系?
    所以我們的科學技術水平還是有限的,也只能飛到月球上去一探究竟,就算是飛行器也難以脫離太陽系的束縛,難以飛出太陽繫到廣袤的銀河系去一探究竟。那麼人類想要飛出太陽系究竟需要什麼呢?難道要被永遠囚禁在太陽系嗎?
  • 假如人類研製出了接近光速的飛船,我們敢飛出太陽系嗎?
    而直徑只有2光年的太陽系,如果以光速飛行,也需要2年的時間才能走出去。可光速是飛船無法達到的一個速度,最快只能無限接近光速。那麼是否我們有了亞光速飛行的飛船,就可以走出太陽系了呢?從速度的優勢上來說,只要人類實現了亞光速飛行,我們就可以飛出太陽系,可事實上真有這麼一天做到了,我們敢飛出太陽系嗎?
  • 光速飛行為什麼無法飛出太陽系?或與這些原因有關,難以實現!
    人類為何無法飛出太陽系?即使光速飛行也難以實現,或與它有關!很多80後的小夥伴都有這樣一段美好的回憶,夜晚躺在自家的院子裡,抬頭就可以看到天空當中,明亮的星星,現在隨著城市的建設和經濟的高速發展,想要抬頭看見星星簡直就是一種奢望。
  • 飛出太陽系需要什麼條件,一百年左右怎麼樣
    我們都知道,太陽系的半徑約為1光年,也就是約為9.5萬億千米,按照最快且飛離太陽最遠的飛行器旅行者1號平均16.61千米/秒的飛行速度計算,需要飛行約18000多年,然而截止到今天,旅行者才遨遊太空僅42年。
  • 光速飛到12萬億光年外的宇宙盡頭要多久?12萬億年,還是一瞬間?
    ​星際旅行是很多人的夢想,但宇宙太大了,導致我們現在還沒能飛出太陽系,去往其他恆星系統。距離太陽系最近的恆星系統是位於4光年外的南門二,這是一個包含三顆恆星的系統,以人類目前的宇航技術需要幾萬年的時間才能到達。如果沒有光速飛船,我們在宇宙中寸步難行。
  • 人類需要多久能飛出銀河系?想要穿越銀河系,真的有這麼簡單嗎?
    人類擁有宇宙飛船後,需要多久才能飛出銀河系?科學家早已暗示過!每個人小時候都想長大後夠成為一名太空人,從而飛上太空。1961年人類成功進入了外太空,隨後不斷在航天領域有出色的表現,希望有一天能夠飛出銀河系,不過轉眼間已經到了2020年,人類想要飛出太陽系都難,更何況飛出銀河系這個夢想。人類在登陸月球的時候都要準備幾個月甚至幾年的時間,想要橫跨這片銀河系真的有這麼容易嗎?
  • 人類為什麼始終無法飛出太陽系?科學家給出真實原因
    ,本來這個距離已經遠遠超過太陽系的舊邊界,太陽系的舊邊界位於冥王星遠日點附近,距離不超過150億公裡,現在旅行者1號飛行總距離為220億公裡,超過太陽系舊邊界差不多70億公裡。,不要小看這兩光年的距離,即使以旅行者1號的最高速度每小時6萬公裡飛行,那麼從地球出發穿越奧爾特雲飛出太陽系需要3萬年的時間,這還是理論上的時間,因為旅行者1號不可能每時每刻都以最高速度飛行,它需要按照經濟速度飛出,這樣才能夠飛得更遠,如果按照經濟速度飛出太陽系時間會更久,人類的文明才僅有5000年歷史,而要飛出太陽系竟然需要幾萬年的時間,這樣的時間成本人類根本無法承受。
  • 太陽系是扁平的,為什麼太空飛行器不向上或者向下發射飛出太陽系?
    從各種圖片及視頻中我們可以看到,太陽系的星體幾乎都處於同一個平面上,也就是說太陽系是扁平的,上下區域幾乎都是空的。那麼問題來了,為什麼人類發射的太空飛行器都是在扁平空間內飛行,而不向上或者向下飛行,那樣不是更加容易飛出太陽系嗎?
  • 人類永遠無法飛出太陽系?科學家為什麼這麼說
    若太陽系的周圍真的存在奧爾特星雲,那麼太陽的實際範圍或許是1光年左右,以人類目前的速度,從地球出發飛出太陽系,則需要上萬年的時間。而距離我們最近的另一個恆星系統,則是4.2光年之外的比鄰星,看起來非常近,卻是人類到不了的地方。
  • 旅行者2號多久能飛出太陽系?專家:因為它,起碼還需300年!
    旅行者2號多久能飛出太陽系?專家:因為它,起碼還需300年!就在2018年的12月10號,美國的有關航天部門對世人宣布在前幾年美國發射的旅行者2號,目前已經到達了距離太陽系之外非常近的星際空間,簡單一點來講的話就是恆星與恆星之間的領域,雖然旅行者2號之前就已經發射出了很多的飛行器,但是畢竟因為當時的技術原因,所以都沒有成功,而到現在來看的話,旅行者2號是我們人類最有希望能夠飛出太陽系的飛行器。
  • 人類飛出太陽系,必須解決速度瓶頸問題,時間還要多久?
    常有人質疑和擔憂,人類最終能夠飛出太陽系嗎?我認為這是無需質疑的,肯定能飛出,只是怎麼飛出什麼時候飛出的問題。首先我們確定一下太陽系的範圍。其中旅行者1號飛得最遠,已經距離我們225億千米多。這艘1977年發射升空的行星探測器,已經在太空飛行了43年,早就完成了行星探測任務,帶著地球和人類的坐標信息,向銀河系中心飛去。NASA接收到的信息是它早就飛出了太陽風頂層,接收到了來自宇宙空間而非太陽的帶電粒子,因此被確定為進入了星際空間。
  • 人類到底能不能飛出太陽系?
    也就是說,只有飛出了這片星雲,人類才算是飛出了太陽系。那麼我們人類到底能不能出太陽系呢?1光年看上去好像並不遙遠,但實際上,這個距離是現在人類的航天科技根本無法徵服的,就拿「旅行者一號」的速度來講,要飛出「奧爾特星雲」都需要大約2萬年的時間!而「旅行者一號」已經算得上是目前人類最快的飛行器了。
  • 光速前往冥王星要5.5小時,探測器飛越太陽要2萬年
    地球與月球之間的距離約為38萬千米,光1.3秒就能從地球飛到月球;地球距離太陽約為1.496億千米,一束光照耀到地球上需要8分鐘20秒,這意味著我們看到的太陽永遠是8分20秒之前的太陽,就算是太陽毀滅了,我們也要8分20秒之後才能看到。
  • 光速前往冥王星要5.5小時,探測器飛越太陽要2萬年
    我們最快的常見交通工具是飛機,一般民航飛機的時速為900公裡,但是光速卻是30萬千米/秒。也就是說,光線飛行一秒的距離,一架民航飛機大約需要連續飛行14天。我們地球的直徑為12756千米,赤道的周長約為40000千米,光一秒之內就能繞著地球飛7圈半。
  • 人類能飛出銀河系嘛?
    當下太空飛行器就是都 是化學能工質飛船,有朋友給出過非常精闢的比喻。載人航天,就像公園裡的鴨子船,公園裡玩玩水很愜意(近地軌道),將就一下橫渡長江也能做到(載人登月),但你要去用鴨子船跨越太平洋,那就是開玩笑了(太陽系級別的旅行),按照樓主的要求飛出太陽系,那就可以比喻成讓鴨子船從地表逃逸進太空了。而且還有更大的問題,探索的動機。