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已飞230亿公里的飞船,最后拍摄的一张照片,为何让人类深思?

今年5月,229亿公里外的太空深处,传来了无线电信号,被地球上的射电望远镜接收到,这是遥远的旅行者1号向地球发送回了最新的探测数据。这艘星际飞船捕捉到了来自星际空间的信号,一种有规律的等离子体“嗡嗡声”。

目前,旅行者1号飞到了230.2亿公里之外,离我们越来越远,不断刷新飞行最远距离的纪录。正所谓“老骥伏枥,志在千里”,旅行者1号还在用最后的“生命”与我们进行联系。旅行者1号曾经竭尽全力传回了最后拍摄到的一张照片,上面的景象让人类陷入深思

44年前,在旅行者2号先行发射升空半个月后,旅行者1号也紧随其后踏上了星际之旅。虽然这两艘无人太空飞船都被设计成星际飞船,但它们的首要任务是对太阳系最大的四颗行星进行探测。

当时,木星、土星、天王星和海王星在各自公转轨道上运行到了一个特殊的地方,使得旅行者号只需消耗较少的燃料,就能一次性近距离飞掠这四大巨行星。错过这次机会,下次就要等一百多年之后。

旅行者1号为了近距离观测神秘的土卫六,临时改变了轨道,导致它偏离了黄道面,无法再继续探测后面的天王星和海王星。而旅行者2号顺利完成了既定的行星探测任务,目前有关两大冰巨行星的近距离照片都是来自于此次任务。

由于旅行者1号被送入一条更优的轨道,在飞行三个月后,它就飞得比旅行者2号更远。再通过木星和土星的引力加速,旅行者1号的速度进一步加快,使其超越了太阳系逃逸速度,它进入了一条能够飞出太阳系的双曲线轨道。

在太空中飞行13年后,旅行者1号离开了八大行星的轨道范围。在正式开启星际任务之前,旅行者1号调转相机,对着60亿公里外的地球拍摄了最后一张照片:

在如此遥远的距离回望内太阳系,太阳看起来的大小只有0.8角分,视面积仅为地球上看来的1600分之一。如果我们能在那里亲眼看太阳,太阳看起来已经是一个星点,但亮度仍然非常高,是全天最亮的恒星,比从地球上看到的织女星还要更亮3000万倍。

而在那里看地球,人的肉眼根本看不见,因为地球太小太暗了。照片经过处理之后,从太阳的散乱光线中,找到一颗淡蓝色的星点,它所占的像素还不到八分之一个,这就是我们的地球,上面这张就是大名鼎鼎的“暗淡蓝点”。

对于我们来说,地球很大,这里有我们呼吸的空气,有我们饮用的水,还有我们享用的食物。这颗蓝色星球承载着人类的全部,我们所认识的每一个人都从这颗星球上诞生,最终也在这颗星球上化作尘土,我们所关心的一切都没有离开这颗星球的范畴。

在我们看来如此伟大的地球,到了宇宙中,却成了一颗悬浮在无垠空间中的微小“尘埃”。地球如此的渺小,如此的不起眼,宇宙大到让我们无法想象,这也是为什么天文学能够让人学会谦卑。下面,就让我们窥探一下宇宙是何等之大。

太阳的引力可以束缚住1光年范围内的天体,这是广义太阳系的范围。每秒飞行17公里的旅行者1号要彻底离开这里,需要大约18000年的时间。也就是说,旅行者1号还没有开始真正意义上的星际飞行。

离开太阳系后,让我们来到56光年,如果我们能站在这里回望太阳系,那么,太阳已经暗淡到肉眼不可见。虽然旅行者1号有能力在这么远的地方拍摄到太阳,但它到达那里已是100万年之后,其电力早就耗尽。而太阳系也早就不在原来的位置,已在星际空间中穿行很远的距离。

虽然旅行者1号飞得很慢,但无论给它多长时间,它都不可能飞出银河系。因为在太阳系所在的位置,飞出银河系需要达到550公里/秒的第四宇宙速度,而速度远低于此的旅行者1号只会绕着银心转动。

如果我们能够离开银河系,将会进入无比广阔的星系际空间,这里面分布着不计其数的星系。在银河系周围,几十个星系被引力束缚在一起,形成了一个横跨1000万光年的本星系群。

但在浩瀚宇宙中,本星系群也不过是一个小小的结构,属于横跨5.2亿光年的拉尼亚凯亚超星系团。即便这个超星系团很大,但在宇宙中还不算什么,我们所能观测到的宇宙范围横跨930亿光年。

我们的观测范围到受到两个因素的制约,一个是138亿年的有限宇宙年龄,还有一个是将近30万公里/秒的有限光速。也就是说,还有更大的宇宙是我们没有办法观测到的。那么,不可观测宇宙会有多大呢?

这个问题的确切答案没有人知道,整个宇宙大到我们根本无法认知的地步。通过对来自138亿年前的宇宙最古老光子(宇宙微波背景辐射)的精确测量,天文学家发现整个空间几何结构很可能是平坦的,这意味着宇宙其实是无边无界。