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回顧:人類是被圈養的動物?太陽系有四道墻我們可能永遠飛不出去

2024-06-25科學

在太陽系的形成和演化理論中,太陽系終有一天會滅亡。科學家預測,大約50億萬年後,現在表面溫度達到5500攝氏度的太陽會冷卻,並且開始向外劇烈膨脹,成為一個紅巨星。

太陽的瓦斯層會被拋去,形成行星狀星雲,並留下恒星殘骸。它周圍環繞的行星會逐漸被經過的恒星重力卷走,脫離原有軌域,其中一部份會被淪陷,另一部份則被拋入浩瀚無垠的宇宙。

直到數億萬年之後,太陽系的軌域上不會再有其他天體,只剩下太陽獨自轉動。

到了那個時候,地球自然也不復存了。這對於人類來說是一件難以接受的事情。就算在原始動物身上,也具有將自己的種族不斷繁衍壯大的本能,更不用說人類這種自詡世界主宰的智慧生物了。

人們把目光放在了蒼穹之上,開始對宇宙進行持續不斷地探索,其中一個目的就是為了在太陽系之外找到適合人類生存的第二家園。

現在,人們已經知道地球只是位於太陽系中的一顆行星,除了地球之外還有許多其他的天體,有的甚至比地球更大,比如木星和土星。而太陽系又只是存在於銀河系之中的一個小小的恒星系統。

不過,想要穿越這個小小的恒星系統,可謂是困難重重。在地球和太陽系邊緣之間,存在著四道「墻」,像是把地球圈在了中間。有人稱,地球其實就是外星人用來圈養人類的「動物園」。

因為地球上的各種條件都十分適合人類生存,陽光、水、各種各樣的資源,讓人類在這片土地上繁衍生息。就連地球在宇宙中的位置都恰到好處,甚至還有各種行星為地球阻擋隕石。

2013年2月15日,一顆小行星正在車裏雅賓克斯上空下墜,只需要2分鐘,這顆行星就會落在地面,很有可能會導致傷亡人數超過十萬,沖擊波也會把周遭的城市被夷為平地。

這時,出現了不可思議的一幕:有一個速度極快的不明飛行物直接穿透了這顆行星,於是,這顆行星在到達地面之前就爆炸了。這件事一直都沒能找到合理的解釋,外星人圈養人類的說法傳播得越來越廣。而那四道阻止人類離開太陽系的「墻」,也被認為是外星人刻意為之。

且不論這個說法究竟是否屬實,讓我們來看看,這四道「墻」究竟是什麽?

太陽系的第一道「圍墻」

首先我們需要穿過的第一道墻是位於火星和土星之間的主小行星帶,簡稱主帶。

在木星和太陽的重力作用下,大約有50萬顆小行星被凝聚在這個區域內,分布十分密集。現在我們觀測到並證實存在的小行星共有120437顆,其中有98.5%都是在這裏發現的。神奇的是,太陽的這八大行星,竟然沒有一顆行星的軌域是從主帶中穿過的。

這條行星帶把太陽和包括地球在內的四顆行星圍起來,把四顆氣態外行星隔絕在外,就像一道圍墻。主帶中,最早發現的三顆小行星是智神星、婚神星和竈神星。而這裏最大的三顆小行星是智神星、健神星和竈神星,它們的平均直徑都超過了400千米。

第一顆被發現的行星是谷神星,不過它的平均直徑超過950千米,屬於矮行星。除了這六顆行星之外,別的行星都很小,有的甚至就跟塵埃一樣大。

1781年,天王星被發現,在這之後,德國天文學家約翰·波得提出,在火星和木星之間,可能還存在一顆行星。1801年到1807年,天文學家陸續發現了谷神星和其他三顆小行星。

約翰·波得

拿破侖戰爭的爆發使得對小行星的觀測發現陷入停滯, 直到1845年,第五顆小行星被發現,一直到1868年,已經發現了100顆小行星。

此後,科技飛速發展,科學家發現小行星的速度越來越快,行星帶的概念也隨之被提出。雖然小行星在這裏的分布十分密集,但主帶仍舊是一片非常空曠的區域。由於物質稀薄,太空船從這裏駛過的時候並不會受到阻礙,能夠安全穿過。

這樣看來,第一道圍墻似乎不足為懼。

太陽系的第二道「冰墻」

穿過主小行星帶,第二道墻是和它有些相似的古柏帶。

不過,古柏帶比主帶更寬也更重,要比主頻寬20倍,重20到200倍。在這裏,大多數天體都是冰質天體,一般溫度都很低,主要成分是甲烷、氨、水。這些冰質天體組成了一道阻礙人類透過的「冰墻」。

處於古柏帶中的冥王星,從地面上看過去就是一望無際的冰天雪地。根據新視野號拍攝的冥王星照片和收集到的數據,科學家們認為冥王星的地表下存在著一個內部海洋,並且可能有生命存在。他們還發現,包括著名的哈雷彗星在內的短周期彗星,起源都是古柏帶。

彗星攜帶著太陽系最古老和最原始的物質,科學家將彗星稱作「時空膠囊」,認為能夠在彗星上找到生命起源的答案。在對各種彗星進行探測的過程中,也陸續發現了與生命起源相關的證據。

羅塞塔號探測器曾經在彗星表面發現了磷元素,這是構成地球生物的重要元素之一。洛夫喬伊彗星上,偵測到了酒精乙醇和簡單的醣類。而作為彗星起源地的古柏帶,應該蘊含著更多與生命有關的物質等著我們發現。

雖然古柏帶中的天體密度比主小行星帶更為稀疏,但是由於它的寬度太廣,想要從中穿越也不是一件容易的事。

而且,由帶電粒子流形成的太陽風到達這裏之後會減速,與附近的天體產生反應,會使周圍的環境發生變化,我們還無法預料人類制造的航天器能否適應這種變化。

太陽系的第三道「火墻」

曾經有人提出,既然主小行星帶和古柏帶都是以平面形式圍繞在我們周圍的,那麽為什麽不可以選擇從垂直的方向飛離太陽系呢?

迄今為止,以垂直的方式進入太陽系的物體只有「奧陌陌」這顆未知飛行物。它垂直於這個被兩道墻圍繞的平面降落在太陽系,接著借助重力將自己彈了出去。

然而,奧陌陌的飛行速度快到人類無法企及的程度,對於我們來說並沒有借鑒意義,因為人類目前的科技水平,遠遠無法提供如此巨大的動力。而且就算人類能夠跳過主小行星帶和古柏帶,也要面對第三道「火墻」,那就是太陽圈。

在太陽所能支配的太空區域邊緣,形成了一個磁性氣狀泡,裏面都是從太陽噴射出來的電漿,這些電漿形成了粒子流,也就是太陽風。太陽風在這裏遭遇終端激波,速度驟然下降,粒子流在這裏被壓縮產生亂流,以此維持著氣狀泡的形態,同時與來自星際物質的壓力形成對抗。

太陽轉動時,這個氣狀泡的形狀並不是一個規則的球形,而是由外面的星際物質所決定。在終端激波之外的區域被稱為日鞘,這裏和太陽的最近距離大概是80到100天文單位。日鞘看起來有點像彗星的彗發,粒子流朝向太陽運動時,留下的尾跡會比相對太陽運動要短很多倍。

在這個區域,最高溫度能夠達到上千萬度,比太陽核心的溫度還高。日鞘就像一道火墻,想要穿過太陽系,人類還需要考慮如何在如此高的溫度下不被吞噬成為灰燼,還要考慮航天器如何對抗這裏混亂的磁場幹擾。

目前的人類航空器中,只有旅行者1號進入了日鞘,當時NASA稱,可以說旅行者1號飛出了太陽系。不過這個說法並沒有得到所有人的認可,因為有的科學家認為,要穿過奧爾特星雲,才能夠稱作到達了太陽系外。

太陽系的第四道「超厚墻」

奧爾特星雲就是我們需要穿過的最後一道墻。

這是科學家們假設存在的一個包圍著太陽系的球體雲團,最大半徑約為1光年。對於奧爾特星雲的形成,存在著許多種不同的假說。

其中人們接受程度最廣的是,組成奧爾特星雲的物質其實是在太陽附近形成的,它們比古柏帶還要接近太陽,但是受大行星的重力作用,加上被更年輕的大型瓦斯行星驅逐,從太陽系內部來到了最外側,同時擁有了橢圓或拋物線狀的軌域。一些散落在遠處的天體又被附近的恒星改變軌域形狀,從原來的形狀變得更圓。

按照旅行者1號的飛行速度來計算,它需要300年的時間才能到達奧爾特星雲。而進入這裏之後,還需要飛行3萬年才能從奧爾特星雲中穿過。在這漫長的3萬年間,周圍只有一望無際的真空宇宙,以及各種各樣的天體。

且不說人類的壽命短暫,就算可以長生不死,這種漫長且恐怖的孤獨感就足以把我們逼瘋。由此來看,人類想要穿越四道墻飛出太陽系,目前看來還是不可能的事情。

雖然我們能夠將探測器和載人飛船送入宇宙,但是這與能夠承載所有人類重量的巨型航天器還是無法相提並論的,更不用說還要攜帶一些能夠延續人類文明的物品。

如今用火箭攜帶1千克的物品到太空中就要上萬美元,人類想要移居外太空,要花費的數額更是想都不敢想的天文數位。而且,航天器的速度如果不加以提升,搭載的人類根本活不到穿過日鞘的那一天。

在這段漫長的時間裏,人類的日常需求都會成為棘手的問題。歸根到底,都是因為目前的航天技術遠遠達不到讓人類飛出太陽系的要求,與其思考如何以現在的航天水平從太陽系中離開,還不如期待科學家們早日發現「蟲洞」的存在。

比起找到一個適合人類移居的星球,我們更應該註重的是當下,重視對地球環境的保護,貫徹永續發展,至少不要讓地球被人為原因淪陷。

不過,人類已經在歷史上無數次使「不可能」變為了可能,在地球被太陽拋入宇宙之前,說不定真的能看到人類沖出太陽系,進入更加深遠廣闊的宇宙空間。