现代科学研究表明,人类起源于200多万年前。在那个远古的时代,地球是各种生物的家园,猿类生物为了生存和进化,选择了群居的方式。通过科学家的研究,我们发现频繁的交流促进了猿类的大脑发展,最终演化为智人,即现在的人类。自诞生之日起,人类就持续探索并试图解开宇宙的奥秘。如今,我们已经能够将探测器送出地球,探索广袤的宇宙,这证明了科技发展的快速步伐。然而,尽管我们的技术已经相当先进,但我们对宇宙的理解仍然非常有限。我们曾经梦想着星辰大海,但随着知识的增加,我们对宇宙的认识却变得越发令人绝望。现在,即使是离开太阳系,对我们来说都是一个巨大的挑战。
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回顾历史,大约45亿年前,太阳系还不存在,一切都始于一个由气体和微小尘埃颗粒组成的巨大分子云。随着时间的流逝,这个巨大的分子云开始坍缩,可能由于附近的超新星爆炸或宇宙的轻微扰动所致。坍缩过程导致了原始太阳星云的形成,这是一个旋转的盘状结构。在这个结构中,逐渐形成了太阳以及围绕它的其他天体。由于物质的不均匀分布,这些天体逐渐吸引了周围的物质,最终形成了行星和卫星。太阳的质量占到了太阳系总质量的近99.86%,其余八大行星及其他物质仅占0.14%。
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我们的地球便是其中的一员。当人类把目光投向太空深处时,我们对宇宙的浩渺充满了好奇与渴望。我们渴望知道宇宙的大小以及是否存在外星生命等问题;带着这些疑问,我们踏上了探索宇宙的道路。我们知道,在太阳系的边缘有一个叫做柯伊伯带的区域,它位于海王星之外的区域,曾是冥王星(现归为柯伊伯带对象)所在之地。柯伊伯带拥有大量的小行星,其中包含丰富的冰封物质。它是短周期彗星的发源地。尽管这个区域的小行星数量众多,但与恒星和行星形成的必要条件相比,它仍有许多不足。
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从柯伊伯带的分布来看,它的横跨宽度约30-50天文单位,是小行星带跨度的20倍以上。这使得小行星之间的距离远超我们预期,而这对于恒星的形成来说至关重要。由于柯伊伯带距离太阳和其他较远的天体太远,受到的引力作用非常有限,导致碰撞的几率远远低于小行星带。人类要飞出太阳系就必须首先经过柯伊伯带。
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我们的主要探测器——旅行者号和新视野号探测器是由美国航天局发射的。在上世纪70年代,旅行者号携带着全人类的希望穿越了太阳系,本打算探索太阳系外的奥秘并寻找外星文明的存在。然而,由于能源的限制和技术的约束,旅行者号并未能真正脱离太阳系。虽然它接近了柯伊伯带,但穿越这片区域的可能性极小。同样,新视野号也是为了探索柯伊伯带而发射的,但由于范围太广,也无法飞出这片区域。
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另一个阻碍人类飞出太阳系的障碍是高温火墙。2012年,旅行者1号成功穿越了太阳系的日球层,进入了星际空间。这时,旅行者号面临了一个重大的挑战——高达摄氏5万度的高温火墙。要知道,整个太阳系表面的太阳温度只有5000摄氏度左右,这样的高温足以让任何接近它的物体瞬间蒸发。因此,这道火墙被视为太阳系的边界,它可能永远将人类封锁在太阳系内。为了研究这个高温火墙的形成原因,科学家们进行了大量努力。他们发现这个火墙是由来自太阳系外的宇宙射线与太阳风在此交汇形成的。
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这种交汇使得这里成为太阳系的边界。同时,这也是一个寂静的边缘,因为一旦越过这个区域,太阳的影响力便会消失殆尽,宇宙射线则无视一切地继续向太阳系内部辐射。基于这样的理解,科学家们选择在这里设立太阳系的边缘防线,只需保证探测器不越过这个界限,就可以避免高能辐射的影响并继续观测星际空间。然而,这个高温火墙与我们通常理解的温度概念有所不同。从微观角度看,温度是微观粒子热运动的剧烈程度。即使在极高的温度下,只要粒子的密度足够低,其热量也会相对较小。
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例如,帕卡太阳探测器的设计耐温上限不到2000摄氏度,但当它穿越日冕层时,尽管那里的气温达到了摄氏200万度,探测器的表面温度却只有1500摄氏度左右。这是因为那里的粒子密度较低,所以探测器并没有被高温融化掉。第三个限制人类飞出太阳系的是奥尔特星云。严格地说,太阳系的边缘应该是奥尔特星云。根据科学家的观测数据推测,奥尔特星云是一个包裹着整个太阳系的球形星云,主要由冰质天体组成,半径约为一光年。这意味着只有当我们的探测器飞出这个星云时,我们才能认为真正离开了太阳系。
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尽管1光年看似并不遥远,但对于目前的人类科技来说,这是完全无法克服的难题。以旅行者一号为例,要飞出奥尔特星云可能需要花费约两万年的时间!而且旅行者一号已是我们目前制造出的最快的飞行器之一。尽管如此,奥尔特星云目前还只是科学家的一种假设。在20世纪50年代,奥尔特提出了一个大胆的猜想:在太阳系最外围存在一个巨大的球形气体云,即所谓的奥尔特云。这个星云是一个庞大的冰库,包含大量的冰块、冰尘以及甲烷等物资。其半径约为15万亿公里,是地球到太阳距离的10万倍,远超传统认定的太阳系半径的300多倍。它受到太阳引力的束缚,因此仍然是太阳系的一部分。
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尽管科学家普遍认为这一区域确实存在,但到目前为止还没有找到直接证据证明奥尔特星云的存在。众所周知,彗星是太阳系的常客。彗星每隔一段时间就会接近太阳系一次然后又远离。大多数彗星被认为来自奥尔特星云。在理论上,奥尔特星云被认为是彗星的发源地。一些远离太阳的彗星实际上是回到了奥尔特星云中。假设奥尔特星云的距离约为50000-100000个天文单位,但即使是强大的哈勃望远镜和韦伯望远镜也未能发现这片区域。韦伯望远镜位于围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道上,距离地球约150万千米。它具有一个巨大的主镜和多层遮阳板设计,用于抵挡来自太阳、地球和月球的辐射影响。
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尽管韦伯望远镜功能强大且体型庞大,但它也无法观测到奥尔特星云。许多科学家认为由于奥尔特星云与我们的距离过近,加之星云的密度极低且主要包含氢和氦等气体成分,因此很容易被宇宙中的其他光线所掩盖。要从太阳系内部观察奥尔特星云,会受到太阳光以及太阳系外部光线的干扰,使科学家难以判断这片区域是否为星云或者尘埃。要证实这一区域的存在与否最好的方法是亲自前往那里进行探测,以便更深入地了解它是否是太阳系的最后一道屏障。作为地球上最有智慧的生命形式,人类有朝一日定能揭开太阳系所有奥秘。让我们期待那一天的到来!对此,你有什么看法呢?
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