太阳系到究竟有多大?旅行者1号需要多长时间能飞出去? 旅行者1号要多久才能飞出太阳系??

作者&投稿:许力 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

在1781年以前,人类一直以为太阳系只有六颗行星,它的边际就在土星的位置。

直到英国天文学家威廉·赫歇耳发现天王星,人类才意识到自己对于太阳系的认知非常有限,太阳系的边际也从土星轨道的14亿公里扩展到了天王星轨道的29亿公里。1846年,天文学家又发现了海王星,再一次将人类认知的太阳系边界扩大到了45亿公里。


接下来人类对太阳系的认识就越来越深了,从冥王星到柯伊伯带,再到奥尔特云……太阳系到底有多大?我们要多久才能冲出这个“牢笼”呢?

在衡量一个尺度之前,我们必须要规定一个测量单位。对于太阳系来说,用公里来衡量实在有点小材大用,而光年又显得有点杀鸡用牛刀。因此,天文学家们规定了一个适合用于衡量像太阳系这样的系统的长度单位:天文单位。天文单位的定义就是地球到太阳的距离,也就是大约1.496亿公里。

让我们从太阳系的最内侧出发,以水星为例,它与的半长轴约为6980万公里,也就是0.46个天文单位;木星的半长轴是5.2个天文单位,也就是7.8亿公里;而冥王星和太阳的平均距离约为59亿公里,这就是大约39.2个天文单位。这个距离,即使是在高速公路上的速度,也要6000年的时间才能到达。


好在,随着人类科技的发展,航天探测器远远超过了汽车的速度。

2006年,美国国家航空航天局的新地平线号探测器发射升空,经过近10年的飞行,于北京时间2015年7月14日19时49分飞掠冥王星。其飞行速度,达到了每小时8.4万公里。

现在我们知道,冥王星仅仅是太阳系柯伊伯带的一颗普通的天体,而且是柯伊伯带内距离太阳最近的一颗。


柯伊伯带是位于海王星轨道以外的一片区域,最早由爱尔兰裔天文学家艾吉沃斯提出,后来杰拉德·柯伊伯将这个观点完善,因此这片区域也以他的名字来命名。他们认为,柯伊伯带充满了微小的冰冷物体,这些都是原始太阳星云残留下来的碎片,没有凝聚成行星,于是散落在这片寒冷的区域。据推测,柯伊伯带的直径大约有500个天文单位,也就是750亿公里,这是刚刚发现海王星时的天文学家所完全不敢想象的范围。在这片区域,分布着大量的小天体,其中最大的也不超过3000公里,连月球都比不上。

最早进入到柯伊伯带的天体,其实并不是新地平线号探测器,而是NASA在20世纪70年代发射的旅行者1号探测器。1977年9月5日发射的旅行者1号是第一个给人类传回近距离拍摄木星、木星照片的探测器,也是目前人类发射最远的探测器。


2012年8月25日,NASA宣布“旅行者1号”成为人类历史上第一个进入星际介质的宇宙飞船。很多人误以为人类探测器终于逃离太阳系了,但其实并非如此。它和后来的旅行者2号,所摆脱的只是太阳的日光层。

我们知道,太阳在进行核聚变的同时,还会向外释放非常强烈的辐射,大量高能粒子以160万公里的时速冲向宇宙空间,这叫做太阳风,并且飞得越远,密度越低,所以能量也越弱。同样的,在宇宙中,还有其他天体释放的辐射,在宇宙中交织起来。在距离我们大约120个天文单位的位置,太阳的辐射和宇宙辐射达到了平衡,这样的位置就叫做日光层,厚度约为0.5天文单位。在这里,等离子体的密度比其他区域高了80倍,而且两股势力来回的拉锯也导致这片区域非常不稳定。


当科学家发现旅行者1号探测器"记录到等离子体(热的、电离的气体)以一定的频率突然出现震荡的峰值时,就知道这艘航天器已经突破了日光层。"不过,日光层远不是太阳系的边界。根据日光层的范围我们就知道,它只是位于柯伊伯带之中的一部分,甚至都不在柯伊伯带的边界。也就是说,目前两只旅行者号探测器只是飞出了日光层,但仍然在柯伊伯带飞行。

根据NASA在2020年3月12日更新的数据,旅行者一号目前距离地球220亿公里,以17公里/秒的速度继续向宇宙深处飞行。按照柯伊伯带500个天文单位的直径,它还需要差不多52年的时间才可能飞出柯伊伯带,进入到太阳系最外层结构——奥尔特云。


1950年,荷兰天文学家简·亨德里克·奥尔特正式描述了这片区域:属于太阳系的最外层,由于受到太阳辐射很弱,所以相对稳定。他认为这里是太阳系中彗星的家园,拥有着上百万个彗星核,并且其中的物质可以不断形成新的彗星。

经过多年的研究,科学家们对奥尔特云的描述也越来越详细:其质量大约在地球的5-100倍之间,虽然拥有着海量的彗星,但只有5%可以进入到太阳系内部,“朝见”至尊的太阳。

不过,由于人类观测能力的限制,目前我们对于奥尔特云的了解还非常有限,或者说得更让大家“寒心”一点——我们还没有真正观测过奥尔特云。据推测,奥尔特云的直径在100000个天文单位左右,或者说是1.87光年的范围,可能达到2光年(甚至有科学家认为奥尔特云直径有3.2光年)。也就是说,从地球出发的探测器,要飞出去差不多1光年的距离,才会到达太阳系的边缘——这个边缘,是太阳引力的极限,也是太阳系真正的边界。


(图片说明:太阳系结构示意图)

2光年的直径是什么概念?相当于1340万颗太阳的宽度。如果地球是一颗小米粒,太阳就有一只香瓜那么大,而太阳系则有北京城那么大!

这就是太阳系的范围。

对于人类现在的探测器来说,这个距离是无法逾越的鸿沟,更不用提4.24光年外的比邻星了。

按照现在的速度,旅行者1号探测器将在大约73600年后才能到达比邻星。和它相比,新地平线号探测器速度要更快一些。不过,想要飞到比邻星,也需要37000年左右。


不过,它们的动力系统都不足以坚持那么久,最终都会失去动力。根据NASA的计算,旅行者1号探测器的电量恐怕在2025年就会耗尽。比它更先进的新地平线号,也会有能源耗尽的一天。最终,它们都会成为宇宙中被人类遗忘的人造天体,独自流浪。

好在它们在惯性的作用下,凭借着现有的巨大速度,从理论上说不会被太阳吸回来,最终还有希望飞出太阳系。不过,由于连传信号的能源都不够,就算它们真的抵达了比邻星,我们也永远不可能知道了。



百亿公里之大,当然具体的具体还有待进一步考察,旅行者1号已经在里面飞了40多年,还要飞多久目前也没有精准的推算,由此可见,太阳系的空间之大,可见一斑

太阳系有2光年这么大,旅行者1号需要2万年。因为旅行者1号的速度是17公里每秒。

从地球发出的探测器飞到太阳系的边界需要一光年,也就是说太阳系的直径是两光年,而旅行者一号需要73600年才能到达比邻星。

如果包括奥尔特星云,太阳系的直径已达到2光年,以旅行者1号的速度飞行。飞行需要17,000年。目前,尽管旅行者1号已经飞行了217公里并越过了柯伊伯带,但距离进入奥尔特星云还很远,根据科学家的计算,这将需要大约数千年的时间。只有旅行者1号才能够进入奥尔特星云,然后花了超过10,000年的时间才穿过星云,最后,熊飞出了太阳系。

太阳系究竟有多大,旅行者号什么时候能飞出去?~

我们生活在地球上,地球是太阳系中的一个天体,距离太阳约1.5亿公里,但太阳系很大,那么它到底有多大,实际上还没有准确的定义。


如果以八大行星最外层的海王星轨道作为边界的话,那么太阳系的边界只有43亿公里,但是在海王星轨道之外,还有很多太阳系天体,而且有的面积广大的柯伊伯带,乘距离太阳50天文单位的地方一直延伸到500天文单位的地方,宽达450个天文单位。


一个天文单位就是地球到太阳的距离,也就是大约1.5亿公里,柯伊伯带延伸到了距离太阳750亿公里的地方,那么如果以柯伊伯带边界来计算的话,太阳系的直径可达1500亿公里。


但是柯伊伯带之外,仍然还有围绕太阳运行的天体,它们大都是一些彗星,这些彗星被认为都属于奥尔特云,因此奥尔特云被认为是太阳系最外围的天体结构,那么如果以奥尔特云为太阳系的外界边缘来算的话,太阳系的范围可大了去了,因为奥尔特云的外围距离太阳约1光年,这样来看太阳系的直径将可达2光年了。


迄今为止人类发射的航天器中已经向太阳系外飞行的距离最远的就是旅行者1号了,截至2019年10月23日,旅行者1号已经处于距太阳211亿公里的位置上,距离我们已经相当遥远了,然而至今它连飞出柯伊伯带还很遥远,别说奥尔特云了。




旅行者1号发射于1977年9月5日,至今已经飞行了52年多的时间,不过在2012年8月25日,“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船,但这里所说的穿越太阳圈并非是脱离了太阳系,而是飞出了太阳运行前方的太阳风所能到达的位置,飞入了可以接触其他星际物质的空间中,在那里实际上还是属于柯伊伯带的范围,即便它飞出柯伊伯带的距离,也还需要150年左右,若想要飞出奥特星云,以先前每秒钟17公里的速度,那就需要17700多年,以这个速度要飞到距离我们太阳系最近的比邻星的位置,至少还需要74,700多年。


但是由于太阳引力拖拽的原因,旅行者1号的速度会越来越慢,所以如果要真飞出太阳系和飞往比邻星的话,实际所用的时间还都要长得多。

旅行者一号想要飞出太阳系,需要多久?

最早飞往太阳系外的人类使者旅行者1号,最终会飞往何方?
答:银河系的中心距地球约26000光年,旅行者号需要14.6亿年才能到达那里。如果旅行者1号幸运地没有被银河系中心的黑洞吞噬,那么它将需要17亿多年才能飞出半径为10万光年的银河系。然而,太空中有太多的不确定性。旅行者1号的命运可能如下:一、是遇到陨石尘而被撞击燃烧;二、是遇到一个巨大的天体,它被...

旅行者1号飞出太阳系需要17,000年,人类文明如此渺小
答:为了深入探索宇宙,人类必须在航天器的动力系统上进行改造和升级,至少要实现每秒200公里以上的飞行速度,才能在太空中自由穿行。即便如此,人类飞出太阳系仍然是一项艰巨的任务。根据美国宇航局的计算,即使旅行者1号的飞行速度提高到每秒170公里,它要飞出太阳系仍需要1700多年。1700多年的时间,对于人类...

旅行者1号飞出太阳系需要17,000年,人类文明如此渺小
答:然而事实再次出乎人的意料,就在不久前美国宇航局对太空进行观测的时候,得出一个惊人的结论,那就是旅行者1号飞出太阳系还需要17,821年,1万多年的历程,意味着这是一个不可能完成的任务。人类文明有记载,到现在也就1万多年,如果再用1万多年的时间飞出太阳系,这对人类的极限是一个考验,甚至...

飞了整整41年的旅行者1号距离太阳有多远?
答:旅行者一号的速度在地球那是相当快了,可是在宇宙中,这就是龟速。太阳系的直径是一光年,一光年约等于94607亿公里,而旅行者1号走了43年在走出225.9亿公里,照这个速度走下去1.8万年才能彻底摆摊太阳引力的范围,成为真正进入星际空间的飞行器,而旅行者1号要到达离我们最近的星系,比邻星则需要几万...

已飞222亿公里,最远人造物拍的最后一张照片,为何让人类深思?
答:更重要的是它的镀金唱片中还有一张标识太阳在银河系中位置的脉冲星地图,即相对于14颗脉冲星的脉冲星位置,其实理论上只要三颗即可知道太阳的位置,但考虑到外星人截获旅行者可能会高达数万年甚至更久,因此尽量多的脉冲星将会有更高的导航精度!旅行者的任务 旅行者系列是两个探测器,二号先于一号发射...

美国旅行者1号飞行器到底有多
答:航天局表示,过去3年中,“旅行者1号”上携带的两个高能望远镜接收到越来越多的宇宙射线,2020年,来自太阳系外的宇宙射线数量急剧增加。此外,探测器感测到的高能粒子数量也出现了变化,这些源自太阳的粒子数量有所下降。基于这些数据,项目科学家得出结论:“人类向星际空间派出的首个使者已在太阳系边缘...

旅行者1号飞出太阳系保守估计还要多少年?
答:2011年2月,科学家们发现旅行者1号已经进入了太阳系边缘的“过渡区”,这是太阳系与星际空间的最后交界。尽管有报道称旅行者1号已经完全飞出太阳系,但专家表示这种说法是基于误读和翻译错误。朱进馆长指出,这种说法“翻译得不太对”,实际上,探测器离太阳系边缘还远,预计至少需要3万年才能到达。旅行...

太阳系有多大范围?人类是否可以飞出太阳系?
答:实际上,即使不考虑太阳引力的减速作用,“旅行者1号”也需要大概1.7万年的时间才能飞出太阳系,如此长的时间根本就不是人类所能接受的。人类是否可以飞出太阳系?对此,我们应该持有乐观的态度,毕竟人类出现在地球上的时间也不过几百万年,而人类的科技真正开始迅速发展也不过几百年的时间,因此我们有...

太阳系究竟有多大,它的真正的边界到底在哪里?
答:15摄氏度,只比绝对零度多一点点。它的表面很暗,人类很难观测到。整个太阳系被奥尔特星云(也译为欧特云)包围着,星云就像蛋壳一样将整个太阳系包裹在其中。对于奥尔特星云,目前科学家了解得不多。有人说,它像地球的大气层,将我们隐藏起来,宛如一道天然的屏障,保护着我们不被其他高级文明发现。

飞了整整41年的旅行者1号,距离太阳还有多远?
答:把美国作为世界上的唯一超级大国,它国家的一个宇宙探索技术位于世界前列,而美国向太阳系发射了一颗旅行者1号,而旅行者1号已经飞了41年的时间。那么距离太阳究竟还有多远?大概还有接近一亿多公里。一、太阳距离地球的位置十分遥远。首先第一点就是太阳距离地球的位置10分遥远,其位置距离大概有1亿4000万...