如果旅行者1号一直向一个方向飞,若干光年后又飞回太阳系,能证明哪些科学理论猜想?

BBoy_

答:莫非题主是指,旅行者一号绕宇宙走了一圈,再回到地球,就如麦哲伦环球航行一样!


这个想法挺大胆的,不过以旅行者一号的速度,是飞不出我们可观测宇宙的呢!

对于题主的想法,有一部电影正好诠释了这个问题,科幻系列大片《星际迷航1—无限太空》。



电影剧情简介:星历7410,星际舰队的进取号,在一未知星云处,遭到未知生命的进攻,进取号完全没有还手能力,然后进取号上的一位女领航员埃莉亚被对方劫持。经过一番波折,柯克船长带领船员揭开了谜团,真相让他们大吃一惊。
原来未知生命,正是二十世纪末,人类发射的旅行者6号(实际并不存在),旅行者6号经过几百年的航行,被卷入未知虫洞,并被未知的高级生命捕获,高级生命赋予了旅行者6号智慧,现在旅行者6号回来探寻它的制造者,就如人类探寻自身的制造者一样!



以上只是影视作品的大胆想象,实际当中,旅行者1号要是再飞回地球,那绝对是惊天动地的消息:

(1)有可能是遭遇未知虫洞,然后虫洞的另一边通往太阳系;

(2)也有可能是被其他高级生命改造,如《星际迷航》描述的一样;



不过这作为科学幻想就行,不能当真的,旅行者一号的速度实在太慢太慢了,根本飞不出我们可观测宇宙,甚至连银河系都飞不出!



艾伯史密斯


这只是一个理论设想,人生在世包括人类在世是无法验证这个的。

因为宇宙太大了,现在可视范围就有930亿光年直径,不可视范围如何没人知道。也就是说按照现在的可视范围来确定宇宙就这么大(忽略现在还一直在膨胀的问题),旅行者1号按照光速运行,也要等到930亿年后才有可能回到原点,这还是走的直径。宇宙的寿命有多长?有930亿年吗?没人知道。

这种归去来兮的说法是根据广义相对论时空弯曲理论,这种理论认为宇宙不是平坦的,而是在时空中扭曲的。

宇宙是有界无边的,你看起来再走直线,实际上是在引力场中走曲线,在宇宙中你永远走不到边,就像在地球上行走,你永远也走不到边,最终会走回远点。地球在宇宙中太小了,现代科技已经将人们送上了太空,看到地球就是个球,就知道这个道理。古代人们看不到地球是个球,一直沿着直线走,永远走不出地球,最终回归原点,会怎么想呢?

人类虽然无法验证旅行者1号会不会归原点,但人类的想象是无限的,可以海阔天空的假定。

那么旅行者1号归去来兮证明了什么呢?当然证明了宇宙有限无边的道理,证明了时空弯曲的道理,或许还证明了莫比乌斯环的道理。就是这样,大家一起来吧,在太空中让我们的思维尽情的漫步,是一个多么惬意的事情。

你对这个事情怎么看呢?欢迎理性讨论点评说出你的高见,谢谢啦......


时空通讯

宇宙是闭合有限的。

对于题主所说,旅行者一号,要是一开始就是严格按照直线飞行,若干年后它不但能回到太阳系,甚至还能直接回到出发点。

关于这点,实际上广义相对论的要求。因为从爱因斯坦的引力场方程出发,这样的结论是必然的。但是这个结论还是让人吃惊,

因为在我们的观念中,一条直线,那就应该是直接横贯宇宙,能在宇宙的边上留下两个端点,怎么就能回到起点了?

一些简单的例子帮助理解,我们中学都学过立体几何,都知道坐标轴是三个,通俗的来讲:就是长宽高。并且我们所谓的三维空间,也可以用这个表示,似乎空间中的任意一点都可以表示。

好的,我们就从坐标轴开始理解,一根坐标轴那就是代表一维

,在这个世界里,生物对世界的理解只能是有个点;而要理解自己的世界是一条线,那就需要从二维(两条坐标轴)世界去看;而问题又来了,二维世界里的生物是察觉不到世界其是个平面的,这时候就需要从三维(三条坐标轴)世界去观察,其实我们人类平时所看见只是一个平面的像而已,只是大脑处理过了,“骗”我们看到的是三维图像。

但是说到这里,似乎还没有和题目有什么关联啊?下面就是重点,从相对论出发,任何质量物体都会导致时空的弯曲,那么如果这种事发生在一维,二维的世界会怎样呢?是不是有一种可能性:一条线变成了闭合的环,一张面变成了闭合的球面,这个时候如果我们一直往前飞,那势必会回到起点,就和沿着经线或者纬线飞一样。

可以考虑莫比乌斯环和克莱因瓶

那么现在回到我们的三维世界,四维时空,宇宙中质量的分布导致了宇宙变的闭合,根本没有边。那么我们的旅行者一号回到太阳系只是个时间问题了。


赛先生科普

明白题主想要问什么,但实际上这并不能证明宇宙有限无边,只能说明它是被其他物质的引力拉回来了。要想证明宇宙是有限无边的,还必须要有大量的观测数据支持和宇宙学理论的进一步发展。

这个问题忽略了两点:

第一点是选什么参考系?最简单的想法是选择太阳-恒星参考系,那么很显然,这个参考系并不是那么的好,因为就连太阳都在绕着银心转呢。实际上无论你选择什么参考系,都不能保证旅行者号回来的时候是不是真的回来了。就比如我坐火车你坐飞机都从上海出发去北京,到了北京相见的时候还是原来的地方吗?广义相对性原理指出,没有任何特殊的参考系。请记住:由于等效原理(引力场和加速场局部等价),就连惯性参考系都无法定义!更别说“回来”了。

第二点,也是至关重要的一点,那就是如何定义“直线”,学过广义相对论的都知道,四维时空中早就没有直线的概念了,因为就连路径最直的光都会被“弯曲”。取而代之的是测地线(老的教科书上叫短程线,但这个翻译不准确),也就是四维时空中两点的最短路线,短程线不直的原因是引力(广相中引力就是时空弯曲),也就是物质能量的分布。在宇宙空间中,根本不知道前进方向是不是沿着所谓的直线;反而是熄火,除引力外不受任何推力,这样的前进路径才是短程线,更有意义。

还有就是有限无边并非只有超球体这一种拓扑结构,常见的还有像甜甜圈那样子的环形结构,以及类似于莫比乌斯带的克莱因瓶结构,这些都是有限无边的例子。由于规范自由,符合广义相对性原理的场方程不止爱因斯坦提出的那一个(例如加一个宇宙项也是符合的),它的形式在是太多太多了,放到宇宙尺度上讲就更是如此了。就目前的理论来说,不管是有边还是无边,这些拓扑结构都是可能的宇宙形状。

综上,如果旅行者号归来,基本是由于太阳或者其他星球的引力把它拉回来的,并不能证明宇宙有限无边。现代宇宙学由霍金开始,引入广相作为工具,才刚刚起步,还有很长的一段路要走。个人认为除非先搞清楚暗物质暗能量是什么,完善场方程(或者干脆推倒爱因斯坦重新构建引力理论),才能继续发展宇宙学,认清宇宙拓扑结构,否则可能性太多了。


戴一兵--大饼🥞

首先,它在非巧合的情况下是不可能飞回来的。原因如下

1.速度,他的速度很慢。16.7公里的速度可以摆脱太阳但绝对摆脱不了其他更大质量的天体,比如银河系的核心或是其他大质量的恒星。结果就是冲着这些大质量天体一头撞上去。尸骨无存!

(旅行君:妈妈,外面的叔叔阿姨跑得都好快呀,好热情!好喜欢

妈妈:危险,快回来!!!

旅行君:........)

2.方向,假设它解决了速度问题,它是光速在前进。按照爱因斯坦的理论,这是最快的速度。这样仍然有可能会被改变方向。因为光线也会被大质量天体改变方向。而且还要运气够好,不会撞进黑洞的视界。如果撞到,光线都跑不出来,别说它了。

3.能源,速度和方向的问题都解决了。那么好,旅行者不会碰到影响它方向的天体。他的光速如何保证。他会被途经的各种星系减速。所以他要不断的加速,不然等他降速到某个星系的逃逸速度之下后就悲剧了。另:有人说,他的核电池问题。核电池只是给旅行者的电子设备用的。不是给发动机用的。发动机都没有推进剂了。有电有什么用。虽然现在有不需要工质的发动机快要发明出来了。但旅行者可没这福气。

其次,就算它飞回来了,也未必能证明什么

1.巧合,大家玩过windows下的弹珠游戏吧?旅行者在被各种天体牵引下甩回来了。这种情况下,只能证明旅行者号运气够好。它是不是该去买彩票了?

(旅行君:我回来了!

妈妈:儿子辛苦啦,路线图拿回来了么?

旅行君:给!

妈妈:我倒,这是毛线!!!)

2.解决了上述三个问题,并且符合题意的飞回来了,那么会有两个结果。一是没有减速,那么人类就观测不到它也就证明不了什么了。

二是减速了或者观测到了旅行者号,那么既然人类已经可以造出这样的飞行器了。科技已经相当发达了,还需要它来证明什么么?该证明的已经都证明了。

3.如题主所说 在符合题主的限定的情况下,它飞回来了。那么又能证明什么呢?要知道宇宙中的天体都是在不断的运动中的,旅行者号沿着莫比乌斯环(可以参考本题第一个回答者的答案)回到原出发地的时候。地球还在原来的位置上么?按题意就这么巧了。碰上了。那么又如何知道太阳系是通过莫比乌斯环还是在没有莫比乌斯环的太空中绕了一个大圈回来的呢。这里只是分析一下论证过程中产生的二义性。也许还存在其他人类未知的物理规则。这就不多说这个了。存在太多的未知性的情况下是证明不了什么的。

综上,首先回不来,再次回来了也证实不了什么科学猜想!不确定性的因素太多,而人类的理论储备太少。就像你知道了1+1等于2,就想证明根号二等于多少一样。


蓝沙缘

暂且认为题主说的是直线,那么旅行者一号就没有可能飞回太阳系了,所以题目中所说的一直向一个方向飞应该不是直线。


那么我们只好来几个假设目标方向,首先假设旅行者一号的方向与银河系中心相反会如何,会飞出银行系吗?答案当然是否定的,旅行者一号速度仅仅是每秒十几公里,这样的速度根本没有可能飞出银行系。


那么如果旅行者一号向着银河系中心会如何,有没有可能返回太阳系呢?答案依然是否定的,随着越来越接近银河系中心,恒星会越来越密集,还没有到达银河系中心就会被某个天体捕获,根本没有可能回到太阳系来。

只有旅行者一号飞出太阳系的引力范围,它一定会进入另一个引力范围,由于旅行者一号只能以惯性飞行,它无法决定自己的命运,一次它最后只会被某天体捕获。

结论只会证明万有引力在宏观世界的决定性影响力,另外可以证明第三宇宙速度是否准确。


九心逍遥

这或许是宇宙“有限无边”理论的最好证明。事实上,根据爱因斯坦相对论的时空宇宙观,可以推导出我们的的宇宙很可能就是“有限无边”的,宇宙有大小,但没有边界!

宇宙,简单来说,万事万物的总和,物理学上讲就是时间与空间的集合体,而爱因斯坦的相对论让我们知道时空结构并不是平坦的,我们周围的物体会影响时空结构,造成这种结构的弯曲,折叠,甚至撕裂!

所以严格意义来说,我们平时看起来在走直线,实际上是沿着时空结构在弯曲地行走,路线取决于时空本身的结构,这点我们是感觉不到的,因为我们本身就处在时空结构中!

所以正去题目中所说,如果旅行者1号一直沿着一个方向飞(实际上不可能是一个方向),若干年后它会在有一天回到地球,只要它飞的足够远,时间足够长,总会有那么一天!

就像我们在地球上的感知一样,看起来是朝着一个方向走,但如果一直走,终有一天你会回到出发点。而古人认为如果朝着一个方向一直走下去,会有掉下去的危险,现在想想或许你觉得很好笑,但如果你在古代,你也会有那样的想法,生活空间的局限性造成我们认知的偏差!

或许这一句话来概括比较好,那就是宇宙没有尽头,但也并不是无限的,假设说宇宙有尽头,那尽头就在你出发的地方!


宇宙探索

首先你光年的单位用错地方了!其次飞船能够飞回来,恰恰证明宇宙不是球体!因为球体是封闭的,存在边界!那么宇宙应该是类似莫比乌斯环带一样的结构!是封闭连续的时空!在三维的世界里应该像是莱因瓶,但是我的脑子实在想象不出,这模型到底是这么样的,网传的得模型都是存在不合理的!所以很难想象这样的一个时空!我宁愿多看看莫比乌斯环带!

那么问题来了,既然能够飞回来,就说明时空是连续的,这里不再解释说明时空为什么是一体的!那么时间也是连续的!那么我们活着还有什么意思,所有的事情都是周而复始!如果这个宇宙无限小,时间循环无限短会怎么样!会不会我打这片内容都没打完,我又开始在从头打了!


Edward781929

宇宙有限无界。

如果旅行者一号若干年后飞回太阳系,那么我们的宇宙可能是有限无界的。


以上是我的简单回答,祝好。


黑洞家的铲屎官

这个问题提的既很具体现实、又很浪漫遐思。

从目前现实形势看,包括科学界和全人类都觉得旅行者一号只能以每秒16.7公里速度(即第三宇宙速度)向太阳系边缘继续发挥他的功能和使命,但时间不会维持太久,因为核电池继航力不能为旅行者一号再提供源源不断的动力。这是主因之一。其次,旅行者一号的名字和功能在太空主要用途是探测,到目前为止,人类还没真正得到旅行者一号实际有价值的信息,比如,发现类似地球的文明星球、UFO和有生命特征的信息等。发现有生命、文明的星球是探测器重中之重的任务。

从浪漫角度分析假设,如果旅行者一号不间断的一直飞行穿越太空,若干光年能回到地球,那么,就是遇到比地球和人类更发达、更文明、更进步的星球和物种。最少达到第二科技文明阶段,可以掌控整个太阳系的水平或更高级。因为,旅行者一号对人类目前科技水平来说,既是飞最远的探测器,也是人类最高科技水平的缩影,在探测器里有张光碟,刻着人类在数学和音乐领域的精华。但是,对于外星文明来说,旅行者一号其实就是一只风筝在太空飞行一样。如果,能让旅行者一号安全返回地球,对人类和科学界未来战略的探索认知影响将是颠覆性的。定论有以下3种,①茫茫太空有比人类更高等智慧的物种和可宜居的星球,这是人类最重大的愿望和胜利的开端,也是颠覆性认知的突破和跨越。②说明外星文明是善意和愿跟人类走亲戚交流沟通和援助人类。③暗示人类未来科技的走向改变,要怎样大突破、大跨越指明方向,并为人类未来发现更多系外文明、大规模移民和永久定居外星球提供源源不断探索求知的新理论、新方案、新现实、新验证打下坚实的基础和前提。谢谢!知彼知己ZPZJ/2017.12.23


分享到:


相關文章: