旅行者1號為何被“降速”?太陽系邊緣是否存在神祕力量?

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目前旅行者一號相對於太陽的速度大約是每秒17公里左右,比起1977年剛發射時的每秒30多公里的速度(同樣是相對於太陽的速度),速度確實降低了很多,但這並非是神秘力量影響,而是純粹的物理規律,畢竟太陽引力不會消失,每時每刻都會消耗旅行者一號的動能,速度下降是必然的結果。

旅行者一號是美國人在上世紀70年代發射的深空探測器,目前距離咱們地球的距離大約在220億公里,並且在前幾年美國航天局宣佈旅行者一號突破了太陽的日球層(太陽風與星際介質的交界面),正式與星際介質接觸,也就是意味著進入了星際空間。

有人認為這意味著旅行者一號突破了太陽系,但實際上這僅僅是從太陽風的角度考慮,要知道太陽系的範圍,按照奧爾特雲的範圍來定,那麼它的最大直徑足足有兩光年。而旅行者一號想要突破奧爾特雲,還需近萬年的時間才行。

但不論旅行者一號飛到哪,太陽引力始終不會消失,只會越來越弱,因此旅行者一號的速度會下降,也是正常的物理規律罷了。

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減速是合理的,不減速才是有情況。

為什麼這樣說呢?這是因為旅行者1號一直在與太陽引力相抗衡,它於1977年發射後在太空中飛行了40多年了,每時每刻都在與太陽引力對抗,因為他是太陽系裡的飛行物,就必須受太陽引力約束。

根據愛因斯坦廣義相對論,引力是具有質量的物體對周邊時空的擾動,大質量天體的這種擾動表現為時空漩渦或者時空陷阱,逃脫時空陷阱的唯一辦法就是速度,這種速度就是逃逸速度。因此旅行者1號要逃脫太陽引力陷阱,就必須達到超過逃逸速度的速度。


萬有引力的的大小是與相互吸引物體質量乘積成正比,與距離平方成反比的,因此距離越遠,太陽對旅行者1號的引力就越小,所需要的逃逸速度就越小。

太陽表面的逃逸速度為每秒617.7公里,也就是如果旅行者1號如果從太陽表面發射,需要達到每秒617.7公里的速度才能夠逃脫太陽引力。但在地球軌道這個距離發射,藉助地球公轉速度每秒約30公里,只要再加16.7公里,就能夠逃出太陽引力。如果距離太陽更遠,太陽引力影響就更小,這個逃逸速度就更小了。

旅行者1號發射時並沒有這麼高的速度,是在經過木星和土星時利用其引力彈功效應得到的加速度,才達到飛出太陽系的逃逸速度的。現在旅行者1號距離太陽217億公里遠了,飛行速度為每秒17公里,在那個位置這樣的速度是足以逃脫太陽引力的。

但引力是一種長程力,理論上作用距離無限遠,因此太陽對旅行者1號的引力拉扯力永遠存在。

現在旅行者1號的已經沒有任何重力,已經完全依靠慣性飛行,因此在太陽引力拉扯下,會慢下來這是趨勢。但在這麼遠的距離,太陽對旅行者1號的引力已經很小了,對其速度影響也就很小了。

根據NASA公佈的旅行者1號飛行數據,2011年為每秒17.068公里。8年過去了,旅行者1號經歷了三次太陽風頂層“海嘯波”、“激波”考驗,現在的速度為每秒17公里,衰減了0.68公里每秒。隨著旅行者的繼續遠行,太陽的引力就會越來越小,最終在其他天體引力的干擾下,太陽引力就漸漸忽略不計了。

但不管怎樣,這種引力影響還是存在的,只能減速。如果不減速或者加速了,這就不正常了,就可能受到了其他不明引力影響或其他情況發生,這才是大問題。但這種問題並沒有出現。

太空中處於高度真空狀態,幾乎沒有什麼阻力,現在的旅行者1號早就飛出了太陽風的影響範圍,根據傳回的數據所接受到的太陽風粒子越來越少,接受到的星際粒子越來越多,說明進入了星際空間。雖然還受到太陽引力牽扯,但現在的速度遠遠高於太陽系的逃逸速度,因此飛出太陽系已成定局,再也沒有任何力量能夠阻擾它走向深空。

但旅行者1號的旅途還很漫長,太陽系的引力影響範圍在半徑1光年以上,憑現在的速度,飛出太陽系還要17000多年,到達距離太陽最近的恆星比鄰星系統需要7萬多年。

時空通訊有理由相信,我們的子孫後代將發明速度快出旅行者1號很多很多的飛行器,超越旅行者1號,先期飛出太陽系,探索遙遠的星空。

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時空通訊


旅行者一號目前的速度大約17公里/秒,已經飛行了42年,目前距離地球大約240億公里!

旅行者一號被降速一點也不奇怪,是很正常的結果,因為它無時無刻無受太陽引力作用而降速,只不過速度下降的非常非常慢!

即使旅行者一號速度變慢了,但最終它仍將飛出太陽系,只不過需要上萬年的時間。逃離太陽系的第三宇宙速度為16.8公里/秒,只要高於這個速度,總有一天會飛出太陽系!

目前旅行者一號只是憑藉慣性在太空中飛行,這已經足夠讓它離開太陽系,旅行者一號飛行的軌跡是分離的雙曲線,最終逃離太陽系的引力!

但旅行者一號飛不出銀河系,最終會和太陽一樣,成為圍繞銀河系中心運行的一顆天體,地位和太陽“平起平坐”!

所以,太陽系邊緣並沒有什麼神秘力量存在,再說了,目前旅行者一號距離太陽系邊緣還很遠,它只飛行了大約20光時(光飛行20小時的距離),而太陽系半徑達到一光年,至少需要上萬年時間才能飛到太陽系邊緣!


宇宙探索



旅行者一號和旅行者二號現在都已經飛出了太陽系的日球層。旅行者一號是1977年9月5日發射升空的,然而旅行者二號卻早在8月20日就發射升空了,不過到1977年的12月的時候旅行者一號就趕上了旅行者二號。

“旅行者系列”探測器的發射初衷就是瞄準太陽系175年一遇的巨行星特殊排列去的,因為當時的NASA意識到這是一個花小錢就能探測太陽系大部分行星的絕好機會,於是旅行者一號和二號在1977年下半年全部發射升空,一號原本的任務是近距離探測木星土星和天王星以及海王星,但是在發現土衛六的濃厚大氣層後科學家便讓旅行者一號前往了土衛六,原本的軌道從此被土衛六引力所偏轉。因此後續的天王星和海王星的探測任務就交給了旅行者二號來完成。




偏離原軌道後的旅行者一號由於此前已經被木星和土星的引力彈弓加速到17km/s了,因此旅行者一號雖然偏離了軌道到還是在向著太陽系外飛去,2014年9月13日NASA召開新聞發佈會表示旅行者一號已經飛出了太陽的日球層進入了星際空間。

但目前位於20光時外的旅行者一號仍然在承受著太陽的引力,雖然它已經超過了太陽系16.7km/s的逃逸速度,但由於引力是長程力所以旅行者一號的速度會被太陽引力所慢慢“拖慢”,因此旅行者一號的速度才會緩慢降低一點點。


讓旅行者一號速度變慢的並不是什麼“神秘力量”而是我們每個人都能感覺到的引力,早年的星際天體“奧陌陌”在離開太陽系時也受到了太陽的引力作用而變慢了一些。


宇宙探索未解之迷


旅行者一號所謂的“被降速”基本可以忽而不計,而造成這種降速效應的神秘力量就是來自太陽系的引力。

旅行者一號距離我們約211億公里,如果用光來衡量的話,它已經飛行了19.5光時。如果用太陽引力來衡量太陽系大小的話,太陽系的直徑估計大於1光年。因此,我們的旅行者1號還處於太陽的引力範圍之內。只是引力的大小和距離的平方成反比,所以211億公里的距離,太陽對於旅行者一號的引力只有F=G*M1*M2/R2=0.00024N。如此小的一個引力作用到旅行者一號上面,產生的加速度只有0.0000003m/s2。基本上可以忽略不計,而且這個引力F隨著距離的增加,還會急劇衰減。

目前旅行者一號的飛行速度大概是17062m/s,即便是太陽系引力不變,想要靠引力把旅行者一號停下來,至少需要1803年!也就是說,在引力不變的情況下,想要把旅行者一號完全靜止都需要快越2000年時間,更別說引力還是急劇減小的情況。我們一個人即便可以活100年,在有生之年,旅行者一號減速的差值也達不到1m/s。

因此,旅行者一號所謂的減速,基本上可以忽略不計。太陽系所謂的神秘力量,也基本上可以忽略。


科學探秘頻道


旅行者一號速度變慢是由於太陽引力的作用,其次旅行者一號和太陽系邊緣差著十萬八千里哪,目前旅行者一號飛行了42年,而到達太陽系邊緣它還需要飛行17600年。

引力是長程力理論上可以作用到無限遠處,如果把奧爾特雲當成太陽系邊界,太陽系的半徑達到了一光年。奧爾特雲內的天體也在受太陽引力作用,整個太陽系的質量太陽佔了其中99.86%,只要在太陽系內都會受太陽引力作用被太陽拉扯。

而旅行者一號目前距離太陽大約220億公里遠處,是在朝著太陽系外飛去速度自然會減小。目前相對於太陽大約是17公里每秒,這個速度大於第三宇宙速度是可以飛出太陽系的。但是速度小於第四宇宙速度,只能像太陽一樣繞著銀心運動。


旅行者一號在前期飛行過程中由於藉助了木星、土星的引力彈弓效應在加上自身的動力系統,速度是呈現增長的。但是隨著飛行時間燃料殆盡只能用來調整姿態和地球之間的信息交流(19個小時的延遲)。同時也沒有可以應用引力彈弓的天體,速度自然就會下降的。

至於所謂的太陽系邊緣神秘力量跟旅行者一號的降速完全沒有關係、旅行者一號在2025年就會徹底失去聯繫,在此之後它是撞毀或者如何如何,我們都是不知道的,屆時它就像是一塊太空碎片一樣孤獨但是前進方向是明確的。




科學黑洞



旅行者一號於1977年9月5日發射,也是目前人類文明發射的飛得最遠的探測器。


太陽系邊緣不可能存在神秘力量,旅行者一號被降速是因為太陽的萬有引力吸引,這才導致旅行者一號的速度被降慢,但這種降速並不會影響旅行者一號飛出太陽系。


旅行者一號的速度已經達到第三宇宙,也就是太陽系逃逸的速度。在旅行者一號飛出太陽系的之前需要變軌,所以會受到太陽引力的降速。在奧陌陌小行星飛出太陽系之前也受到了太陽的降速,不過照樣還是飛出去了。



真空中是基本上沒有任何阻力的,所以旅行者一號的飛行是基本上不需要消耗任何燃料的,它的飛行原理大部分靠的是引力彈弓效應實現的,也就是依靠巨大行星的引力來拉住自己,從而利用引力增加自身的速度。

就這樣旅行者一號每飛過一顆大行星都會圍繞這個行星轉一圈,其目的就是利用行星的引力彈弓效應來給自己一個加速度。


待完成加速度,探測器再使用少量燃料給自己一個變軌運動就可以輕鬆飛出這個星球。在飛出去這個行星之前也會受到該星球少量的降速,但這種降速是收益甚微的,是抵不上引力彈弓的加速度的。這和旅行者一號飛出太陽系之前會被降速是一個原理。

太陽系邊緣沒有神秘力量,只有太陽的引力降低了旅行者一號的速度。
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時間史


旅行者巳飛行了四十多年,估計飛行距離合70個天文單位,1.5×70=105億公里,還可以飛一段距離,然後返回。奧陌陌也在遠離太陽系,雖然旅行者和奧陌陌都處在降速狀態,但奧陌陌速度大於旅行者,當同時處於降速狀態時,可知奧陌陌還是飛得遠一些。

地球引力

月球的引力範圍80萬公里,按道理應包裹了地球。依據地月兩引力有干涉現象存在,在干涉區月球的引力佔次要地位,只是由於存在軌道位移和自轉原因,短時間在地表可顯現月球的引力,客觀上的引動力分主次。月球的引力由於高速位移和自轉的原因,與地球引力干涉的結果處於波動狀態,有波峰,也有波谷,有時能達地球表面,有時也在離開地面。地月兩引力干涉的結果,使得月球引力穩定範圍在向地球面離月16萬公里處,月背面110萬公里。人造衛星進入到離月面16萬公里後,才算真正成為月球的衛星,才算真正進入到了月球的引動力範圍,穩當一點還是深入一些好。在科學上,要證實這一點非常容易。地球比月球的質量大80倍左右,得地球引力半徑3千萬公里,與太陽引力干涉的結果在面向太陽面被壓縮離地900萬公里,飛船向太陽飛去,既處於太陽與地球之間時被壓縮,一旦飛行了900萬公里後才算真正進入到了太陽的引動範圍內,飛船不在地球與太陽之間明顯屬於太陽的引動範圍。地球的引動力為5.3km/s,飛船飛行速度小於這個速度,是飛不出地球引力範圍的,這是力之較量,客觀上易證實。

太陽引力

太陽大地球一百多萬倍,得太陽的引動力範圍180億公里,面向銀河系中心被壓縮的引力半徑115億公里,超出這個範圍,客觀上就進入到了銀河系範圍。太陽的引動力為127km/s,第二宇宙速度16km/s算小了,應依太陽引動力的大小計算127km/s才算符合客觀規律。認為太陽的引力半徑一光年沒有科學依據,科學界得出這種結果不符合科學規律,更不能照本宣科,宣傳錯誤的規律,要依據客觀存在去推測天體引動力的大小。

太陽引動力127km/s

引動力是與引力半徑成正比的,在客觀上是體現相互作用力大小,是一個具有完整性的運動系統。地球大月球80倍左右,太陽大地球一百多萬倍,這是客觀事實。月球引力半徑80萬公里,地球大月球80倍左右,80×80=6400萬,地球實際上引力半徑才3000萬公里。太陽大地球130萬倍左右,3000×130=390000億,半光年多一點,客觀上太陽引力半徑才180億公里和引動力127km/s。科學界推測太陽引力半徑一光年只屬於推測,沒依據客觀事實,引動力不能小於127km/s,也不能大於127km/s。 旅行者的飛行速度都是低於23公里的,就是奧陌陌的速度也低於50公里,與127公里比較相差甚遠,規定著它們飛不出太陽系。

太陽的引動力127km/s,這才是真正的宇宙第二速度,第一宇宙速度和第二宇宙速度相差太小了,與天體之差客觀事實不符。依據旅行者和奧陌陌的運動力都低於50公里,規定著它們飛不出太陽系。依據旅行者號宇宙飛船已降速了,說明旅行者飛行力遠小於太陽的引動力,只能是自然降速。自然降速巳具奮了返回力,反回力大小是由雙方運動力決定的,返回速度與太陽引動力成正比,與自身運動力成反比。依據速度,旅行者和奧陌陌永遠飛不出太陽系,它們還會回來的,再相見只是時間問題了。


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經過四十餘載的太空飛行,旅行者1號和旅行者2號現在都已經飛到上百天文單位之外。目前,旅行者1號相對於太陽的飛行速度為17.0千米/秒(相對於地球的速度與地球的相對位置有關),旅行者2號的速度為15.3公里/秒。不過,兩艘旅行者號的飛船正在逐漸降速,那麼,這是什麼原因導致的呢?

旅行者號減速的原因不難理解,這並不是太陽系邊緣存在什麼未知的神秘力量所致,而是因為太陽。由於太陽引力的作用,旅行者號的速度會變得越來越慢。

旅行者號的速度都已經超過了太陽系的逃逸速度,它們目前正沿著開放的雙曲線軌道飛行,它們已經不需要動力僅靠慣性就能脫離太陽引力的控制,最終飛出太陽系。但擺脫太陽引力的束縛不代表不會受到太陽引力的作用,太陽始終會對旅行者號施加引力的作用。就算旅行者號最終飛出太陽系,太陽的引力作用也不會消失。引力是長程力,它們的傳播速度是光速。

旅行者號的主發動機燃料早已耗盡,目前只有軌道修正推進器還有一點燃料,所以它們已經不能再進行大幅加速,而且早已超過太陽系逃逸速度的它們也無需這樣做。由於太陽的引力會把旅行者號往回拉,所以受到阻力作用的旅行者號必然會出現減速的現象。只是不管怎樣減速,都不會阻止旅行者號最終飛出太陽系。

引力不僅會起到阻力的作用,而且還能起到助推的作用。旅行者1號和2號在離開地球時都沒有足夠的速度來飛出太陽系,但後來它們在飛掠木星、土星(旅行者1號)、天王星和海王星(除了木星和土星,旅行者2號還飛掠了天王星和海王星)之時,藉助引力彈弓效應,它們的速度最終被加速到超過太陽系的逃逸速度。

同樣的道理,星際天體奧陌陌當年經過近日點之後逐漸遠去,它的速度也會受到太陽的引力作用而逐漸減速。奧陌陌在今年的速度約為29.5千米/秒,距離太陽大約10天文單位。而在15年之後,奧陌陌將飛到距離太陽100天文單位的地方,那時它的速度將會降低至26.7千米/秒。


火星一號


旅行者1號是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器,質量為815千克,於1977年9月5日發射,算起來已經飛行了42年了,距離地球有140個天文單位了。


這顆探測器的飛行速度一段時間以來,保持在17公里/秒以上,但近兩年卻有所下降,跌破17公里/秒,旅行者一號經歷了什麼,為什麼會被“降速”?

實際上,當旅行者一號停止推進器加速後,它就開始降速了。這個時間在39年前美國宇航局就做了,那時候的旅行者一號剛剛經歷了木星的引力彈弓加速,速度提升了很多。

為了節省燃料,科學家只保留了一些必要的科學儀器工作,比如用於傳輸數據和發射信息的,其他的包括加速旅行者一號的推進器都會關閉掉。

沒了推進力的旅行者一號,太陽引力開始起作用了。之前推進器產生的推進力大於太陽對旅行者一號的引力,所以它可以一直加速。但推進力系統關閉後,引力開始了對旅行者一號減速。

而關於太陽系邊緣(太陽風層頂),旅行者一號實際上並沒有到達那裡,那裡也沒有什麼神秘力量。相反地,如果旅行者一號真的到達了那裡,太陽的引力會更弱一些,對旅行者一號的降速效果也會弱很多。


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