在宇宙中迷路後怎麼回地球？脈衝星將成為宇宙導航系統的關鍵

2020-09-03 零下一度的心一一

這漫天的星辰，每一顆都是太陽！

在宇宙中，向我們銀河系一樣的星系大約有2萬億個，我們銀河系內和太陽一個級別的恆星約有1000-4000億顆，在我們的太陽系內，有八大行星和無數的小天體，太陽系半徑能夠達到1光年。

如此巨大無垠的星空，沒有所謂的東南西北，也沒有大家熟知的上下左右。我們到現在也無法描述我們地球在宇宙中的精確位置，這意味著，要是我們在宇宙中迷路了，我們根本無法找到返回地球的路。

宇宙是時間和空間的總和，是其中所有物質，能量和事件所構成的一個統一體。在這個宇宙中，有大大小小的天體和天體集合，從彗星，小行星，衛星，行星到恆星，從太陽系，銀河繫到河外星系，從星團，星雲，星系團，大尺度結構到超星系團，從暗物質，暗能量，黑洞到蟲洞，宇宙的神秘和廣闊是我們無法想像的。

現代宇宙物理學家認為，我們可觀測宇宙的直徑約為930億光年，不僅如此，我們的宇宙正在加速膨脹，這意味著每一分每一秒，這個宇宙都在變大。在這種膨脹下，星體正在加速遠離我們，也許有一天，這個宇宙就會陷入一片黑暗，目之所及，看不到一個星體。

我們的宇宙真的很大，它的年齡才138億歲，其中的物質基本上都還都還很活躍，這意味著在這種變化下，我們無法在全宇宙中建立一個通用的定位導航系統。這意味著，假如有一天我們有能力進行星際旅行後，要是我們在宇宙中迷路了，我們可能無法找到返回太陽系，返回地球的路。

地球實在是太小了，太微不足道了，這樣的地球真的很難被找到。地球比木星小10倍，直徑只有太陽的1/109，地球不能發光，其存在感會完全被太陽遮掩住。如果我們從48億公裡外的海王星上看太陽，這時候太陽也不那麼明顯了，地球更是無法用肉眼識別了。

那如何建立一套可靠的宇宙導航系統呢？科學家們想到了脈衝星，我們可以利用脈衝星神奇的性質來建立太空脈衝導航系統。

脈衝星本質上就是高速旋轉的中子星，由裸露的中子構成，是較大質量恆星在晚年發生超新星爆發後形成的。脈衝星在高速旋轉的同時，會周期性釋放出強烈的射電脈衝信號，十分具有標誌性。科學家們認為，這種特殊而穩定的脈衝信號將有助於人類研究並建立一個覆蓋全銀河的導航系統。

這個銀河定位系統和地球上的GPS系統類似，GPS系統是利用多個衛星的位置與用戶接收機之間的距離差，在考慮相對論效應後，綜合多顆衛星的數據就能夠得到接收機的具體位置。

而銀河定位系統的運行相對會很慢，因為銀河系的尺度實在是太大了，直徑能達到20萬光年。想要在廣闊的太空中運行，它就要安裝X射線望遠鏡，並且還要設計成一個旋轉的樣子，指向至少4毫秒的脈衝星。整個定位過程需要至少4顆以上的脈衝星，其中三顆用來告訴飛船他的位置，而第四顆則作為校準衛星，保證時間的統一。

這就是銀河導航系統的思路，在人類發射飛往太空的旅行者1號和旅行者2號身上，就攜帶有人類的位置信息，它們就是以多顆脈衝星的相對位置對地球進行鎖定的，這兩張攜帶有人類信息的黃金唱片將會在宇宙中漂泊數億年而不損壞。

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