太陽系是扁平的, 為什麼宇宙飛船不向上下兩側飛行

隔壁青少年說 宇宙飛船是我們非常熟悉的事物。在印象裡,科學家們發射過非常多的宇宙飛船,經常聽說它們途徑某顆行星,向著距離太陽越來越遠的方向飛行,想要在未來飛出太陽系,獲取對我們人類而言非常珍貴的太空資料。

想必許多朋友在看這些報道的時候,會有一個疑惑,那就是:科普宣傳中的太陽系,其實是一個非常扁平的形狀,八大行星圍繞太陽旋轉,它們整體構成一個類似盤子形狀的東西。那麼為什麼科學家不把飛行器向著盤子“上下兩側”發射,那樣豈不是很快就可以離開太陽系,探索未知的廣闊空間了嗎。

太陽系是扁平的, 為什麼宇宙飛船不向上下兩側飛行

想要知道這個問題的答案,首先還要了解為什麼太陽系在八大行星的圍繞下,會形成一個扁平的形狀。科學家介紹道,這件事的源頭在於宇宙中星系形成的普遍規律。不僅僅是太陽系,其他大部分星系其實也基本遵循“行星圍繞恆星在同一個黃道面旋轉”的規律。產生這個現象的原因,是因為星系形成之初,是由一大團星雲塵埃在這片太空區域附近聚集。在它們聚集達到一定的強度之後,就會產生類似地球上水面產生漩渦的那種物理學原理,在自身內部產生一個“旋轉淨角動量”,產生這個角動量之後,附近太空區域的塵埃和物質就會加速被漩渦吸引到中心,類似於水面旋轉的過程中,水中物體被吸向漩渦中心。

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當大量物質被吸引到漩渦中心後,就形成了恆星的雛形。科學家進一步介紹道,而這種吸引過程並不是十全十美的,那些沒有能夠到達塵埃中心的物質,在某些時候就會保持吸引過程中產生的最初動量,從而產生圍繞恆星旋轉的狀態,這些物質在經年累月的聚集中,就形成了經典行星。為什麼這些行星沒有按照機率隨機形成軌道,而是所有的軌道聚集在同一個黃道面內呢?科學家介紹道,那是因為當初宇宙塵埃旋轉的方式會形成一個平面,所有的塵埃物質自然都會在這個平面內產生動力。所以在宇宙的其他大部分星系中,也存在黃道面的規律。

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看到這裡,我們雖然知道了行星會形成黃道面的原因,但是依然沒有回答文章開頭的那個問題:為什麼飛行器沒有直接向著太陽系的上下兩側發射,從而爭取更快離開太陽系的機會呢?科學家介紹道,這是因為太陽系實際上是一個圓形的。我們看到的扁平的黃道面,它只是八大行星形成的太陽系的主要物質構成圖,而不是太陽系實際的範圍。

科學家進一步解釋道,其實太陽系的範圍有多大,至今仍是天文學家們爭議的內容之一。國際上比較主流的觀點認為,太陽引力能夠產生明顯作用的範圍,就應該屬於太陽系的範圍,判斷的標準是,它可以對相鄰的其他星球產生明顯的擾動效應,如果按照這個標準,太陽系的範圍可達3-4光年。

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與此同時,界定太陽系的另一個標準是“日光層”的概念,它是太陽光在到達太陽系外層之後,與來自宇宙其他的宇宙射線發生碰撞的地方。科學家介紹道,雖然我們的肉眼看不見這種碰撞,但是用科學儀器可以準確探測到這種碰撞的存在。事實上,前不久旅行者一號途徑太陽系外圍的時候,就使用對周圍空間的基本粒子進行檢測的方式,明確勘探到了日光層的存在,使得日光層由宇宙學的理論,成為了被證明存在的真實自然現象。目前我們的日光層是一個接近橢圓形的球體。

不難看出,雖然天文學對於太陽系的範圍沒有統一的結論,但是能夠確定的就是,它們全都是一個球體,而非一個盤子一樣的扁平形狀。所以我們向著太陽系的其他方向發射宇宙飛船,需要走的路程大致依然是那麼多。

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即使這樣,為什麼科學家依然從來沒有向著太陽系上下兩側,發射過宇宙飛船呢?這就和目前人類的宇航技術有關了。科學家介紹道,雖然我們人類進入了太空時代,向著深空法射了很多的飛船,但它們大部分只具備在地球附近飛行的能力。真正想要僅憑一己之力,就發射能夠離開太陽系的飛船,人類目前還沒有這個能力,因為那需要飛船擁有非常高的速度。所以科學家借用了地球圍繞太陽旋轉的慣性,在地球旋轉方向上發射非常,節約了巨大的物力成本,同時還可以藉助其他行星的引力加速,使得飛船到達太陽系邊緣時,擁有一個非常高的速度。而向著太陽系上下的方向發射,就無法利用這些天然資源。

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熱愛科學的朋友,你們認為人類未來有可能獨立發射能夠離開太陽系的飛船嗎?歡迎留言參與討論。

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