太陽系邊緣發現神祕力量,探測器被異常減速,是誰在阻止人類嗎?

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太陽系邊緣發現神秘力量,探測器被異常減速,是誰在阻止人類嗎?

這一個非常有趣的話題,因為事實上表現確實如此,人類的探測器到到達太陽系邊緣時無一例外出現了減速,似乎有一層“牆”擋住了航天器的去路?當然有圖為證!

上圖是旅行者2號從地球出發前往太陽系外時的速度變化曲線,不是說太空中沒有空氣阻力麼,為什麼速度在逐漸降低?難道真有太陽系牢籠攔住了人類的航天器?

一、旅行者2號的速度曲線為什麼是個鋸齒狀?

我們先來解釋下為什麼會出現鋸齒狀,各位仔細看一下就能發現這些鋸齒定點所在的位置就是各大行星所在位置!著實因為旅行者二號使用了這些行星作為免費的“加油站”!

這就是所謂的引力彈弓,在接近行星時調整進入行星的角度,掠過行星時讓行星的引力帶著旅行者二號在行星的公轉軌道上跑一陣,獲得行星宮公轉速度轉移分量!當然這並不是憑空而來的能量,探測器的速度提升是降低行星公轉速度為前提的,但事實上由於兩者質量差異巨大,因此行星公轉速度降低可以直接忽略!

上圖是旅行者經過木星附近時利用木星引力獲得加速的軌跡示意圖,當然從這個示意圖來理解還有些困難,不過種花家為各位準備了動圖,這樣理解起來就容易多了!

當然引力彈弓除了加速以外還有減速,更可以變軌,各大前往太陽系外的探測器無一例外都在行星附近變軌轉向的,否則這將大量消耗探測器的燃料,或者增加無謂的燃料質量!

旅行者一號在經過土星時候轉向前往銀心的,而旅行者一號是經過海王星附近時候變軌轉向前往冥王星,但它只是飛掠,並沒有作停留,直接前往太陽系外。因此這些鋸齒狀速度變化曲線就是探測器路過行星附近時收到引力加速時的速度,離開後收到引力梯度空間的約束速度漸漸變慢,但仍然要高於進入時的速度,因為它獲得了行星公轉加速!

二、旅行者2號的速度為什麼會越來越慢?

引力彈弓是看明白了,吃瓜群眾的問題也來了,從地球到太陽系外,免費的加油站有火星、木星、土星、天王星、海王星,但為什麼那麼多行星引力彈弓的加速下,速度還越來越慢,這說明了什麼?

1、引力彈弓的加速取決於行星公轉速度

如上圖所示,探測器的引力加速分量是+2U,即行星的2倍公轉速度,那麼從太陽系內行星到外行星,公轉速度是逐步降低的,因此速度這些加油站會越來越不給力,就像旅行者2號,到最後直接就飛掠了,懶得再用它加速!

2、探測器前往太陽系外的軌道因素,會導致它的速度越來越低!

太空中確實沒有阻力,但仍然會有引力的約束,跟地球上發射探測器一樣利用的火箭環繞地球產生的“離心力”大於地球引力而逐漸脫離地球的軌道!因此從地球軌道上前往太陽系外時走的也是一條“圓形軌道”

當速度等於環繞速度時候,這條軌道就是一個正圓形,當速度大於環繞速度時,但低於逃逸速度時候軌道就是一個橢圓軌道,當速度等於逃逸速度時候,這個橢圓軌道不再閉合,成為一個拋物線軌道,速度再增加,那麼將會曾為雙曲線軌道,比如奧陌陌的軌道,它以遠超太陽系逃逸速度進入,軌跡就是一條雙曲線軌道!

但無論是拋物線軌道還是雙曲線軌道,無一例外都是近日點時速度最高,當其前往太陽系外時速度仍然會逐漸降低,但只要探測器速度大於其所在位置的逃逸速度,那麼它即使再慢也將逃出太陽系!

因此我需要理解一下的是,無論是旅行者還是先驅者又或者是海盜號,它們前往太陽系外的軌道除了測控與引力彈弓加速以外,整體上走的是一條拋物線軌道,距離太陽越遠,其速度會越慢,因為它要克服引力梯度空間勢能,但它最終逃出太陽系!

三、所謂的太陽系牢籠或者皮殼層理論究竟靠譜不?

那些斷章取義的並不會跟你說那麼多原理,只會告訴大家航天器速度下降,太陽系存在一堵“牆”,不明真相的群眾則會信以為真,但事實上用各位學過的中學知識理解下,這明顯就是正常現象!

特別是還有一些太陽系日球層的示意圖,甚至可以不加修改直接將文字描述改成皮殼層即可,這也是導致一部分朋友誤認為存在太陽系皮殼層的重要原因,因為NASA精心製作的圖卻被他們用在了反科學的宣傳上,不得不說這是一個莫大的諷刺!

還有很多煞有介事的畫出了皮殼層的距離,為了自圓其說還給它加上了太陽系和銀河系皮殼層望遠鏡,還說在地球近地軌道上看不到星星,在月球上也看不到星空,並且還有登月宇航員背書,這讓登月第一人阿普斯特朗情何以堪呢?因為有另一部分人認為美國人沒有登上月球,但挺皮殼層派卻認為美國人已經登月,並且宇航員告訴大家看不到星星,這兩派必定有一派是胡說,或者兩派都在胡說!

上圖是過曝的地球,只有在過曝的條件下,地球周圍的星星才能顯現出來,否則前景曝光合適的條件下的快門時間過短,無法讓星星在底片上留下倩影!

幾個說明,這些所謂的事實都不攻自破,作為讀者,您更願意相信誰的說法呢?


星辰大海路上的種花家


特斯拉也是個有名的預言家,特斯拉最有名的預言就是 地球被太陽系邊緣的結界保護起來,免受外星文明的侵擾。隨著人類的進步,我們觀察到了許多逐漸認為特斯拉可能是對的。



特斯拉在電磁場領域有著多項革命性的發明,他是天才中的天才一個接近於神的科學家。

以人類目前的科技水平,我們的飛船還有探測器還沒有飛出太陽系,只能在太陽系飛行探測。

經過科學界多年探測研究發現太陽系邊緣存在一個星帶,這個星帶有成千上萬的天體,有的天體體積大如冥王星,有的天體結構比較複雜如彗星。這個星帶就是柯伊伯帶,它存在於太陽系邊緣。柯伊伯有兩個非常大的意義,保護太陽系免受系外天體的撞擊和保護地球上的人類文明。


一是柯伊伯帶的範圍十分廣泛,可以阻擋來自銀河系的岩石,使得這些岩石在穿過柯伊伯帶的過程中,由於路程遙遠、阻礙的天體較多會減慢速度,致使大部分岩石會留在柯伊伯帶中,這樣就保護了太陽系不用經受來自銀河系的岩石衝擊。

二是柯伊伯帶的天體較多,在銀河系中觀察到的太陽系是一團龐大的星雲,外星文明如果想要探索太陽系中地球上的人類文明,就得冒險去柯伊伯帶這個巨大星雲的外層,面對一個巨大的星雲,外星文明或許會放棄進去探索,這樣人類文明就會受到了保護。



在太陽系邊緣探測器減速,旅遊一號經常被提起來,認為在太陽系邊緣有一種神秘力量,阻止著探測器飛出去。但是減速才是正常的情況,太陽系裡的飛行物就必須受太陽的引力約束。

愛因斯坦的廣義相對論中,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,要想逃脫時空陷阱,那麼唯一方法就是速度,這種速度就是逃逸速度。

總結

我們知道萬有引力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,那麼要行駛的距離越遠,引力越小,所需的逃逸速度就越小。因此在太陽引力下慢下來是趨勢。


星球上的科學


探測器想要飛出太陽系,不受太陽引力的牽制那才是不正常呢,題目這麼說有誇大的嫌疑,畢竟探測器只要想飛出太陽系,那就得克服太陽的引力做功,而太陽的引力範圍,可達1光年之遠。



一直以來,人類都是對太空充滿了無盡的好奇心其在好奇心的驅使作用下,人類不斷研發新的科技,不斷製造新的宇宙飛行器去探索遼闊的宇宙,但是對於茫茫的宇宙,我們目前所探知的領域,不過是冰山一角。遠了不說,就說我們的太陽系,我們都還只瞭解一點皮毛,我們甚至連太陽系的邊界在哪裡還弄不清楚,當然了,一般認為,狹義的太陽系邊緣在海王星軌道之外,廣義的太陽系邊緣在奧爾特星雲外。

在二十世紀七十年代,美國就提出了星球大戰計劃,為了探索宇宙,美國於1977年先後發射了旅行者二號和旅行者一號探測器,目的是飛出太陽系,探索更廣闊的宇宙空間。雖然旅行者二號先於旅行者一號兩個月發射,但是旅行者一號發射的時候剛好碰上了百年難得一遇的行星幾何排列,所以旅行者一號後來居上,成為了第一個飛出太陽系的人造飛行器。



旅行者一號自此踏上了漫長的征途,目前已經經歷了超過40年的飛行,並且已經於2015年飛出太陽系。可是按照美國的計劃,旅行者一號原來應該是在2012年就可以飛出太陽系的,但是是什麼力量牽制住了旅行者一號,讓它晚於計劃期數年才飛出太陽系呢?這種不明的磁場到底是什麼?有人懷疑,是不是太陽系邊緣存在著某種神秘未知的力量,阻止旅行者一號飛出太陽系,阻止人類去探索更廣闊的空間呢?


實際上旅行者一號既然想要飛出太陽系,那麼速度必然是會越來越慢的,因為太陽系的引力一直在對它做負功,但是在太陽系的邊緣,旅行者一號的速度的確得到了一定量的牽制,而牽制旅行者一號的,不是什麼神秘力量,而是隕石帶,其實在狹義的太陽系外圍存在著很多的隕石,這些隕石不僅持續運動,而且還分佈很密,不僅如此,科學家還發現在這些隕石帶中存在著一顆天體,而且很有可能還不止一顆,正是這顆天體阻礙了旅行者一號的飛行。而隕石帶的範圍一直擴散到了距離太陽1光年之外的地方,旅行者一號想要飛出廣義太陽系,還需要數千年甚至上萬年的時間。


鏡像宇宙


因為太陽有引力,所以離開太陽系的任何飛行器在沒有動力情況下都會逐漸減速。整個太陽系百分之九十九的質量都在太陽,所以我們可以用太陽的質量代表整個太陽系的質量,並且可以將太陽中心看做太陽系的質心。

飛行器離開地球時必須達到第三宇宙速度16千米每秒,這個是要疊加地球公轉速度30千米每秒,就是46千米每秒。飛行器在飛行途中可以利用大行星的引力彈弓來加速,但是並不是每個行星都正好處於飛行器軌道上讓其加速的,所以這種加速是有限的。飛行器飛行途中除用於調整姿勢方向外,一般沒有可供加速的能源。在飛離太陽過程中由於太陽引力作用是在不斷減速的。

當旅行者號飛到冥王星軌道時,已經距離太陽60億公里,飛行速度卻仍然只有十幾公里每秒。這是行星彈弓加速和太陽引力減速相互抵消的結果。在此之後就沒有大行星可供加速,就只有太陽的引力減速了。

在距離太陽六十億公里時,太陽的引力可以計算出來。F=GMm/r^2。由此產生的減速度a=GM/r^2=6.672*10^-11*1.98*10^30/(6*10^12)^2=0.368*10^-5米每秒方。看起來很小吧,但這是一秒的減速。一年31500000秒,速度減少116米每秒。十年減少1.16千米每秒。十年能走多遠呢?以每秒15千米每秒計算,每年是4.76億公里,十年也就是47.6億公里。這樣距離太陽也就一百億公里,減速度大約是三分之一,十年減少0.38千米每秒。所以這減速度也是逐漸減少的。最終會減少到多少,很難說。理論上不會減少到零的,但是在漫漫征途中,會遇到各種小天體,飛行器不會主動躲避,所以更多情況是造成它減速轉向的。最終最大的可能是被小天體俘獲,或者撞上小天體。


多維觀世界


我們的太陽系形成於46億年前一個巨型分子云受臨近超新星爆發影響而發生的一次引力坍塌


在原恆星盤中央區域的巨量氫和氦繼承了原分子云的角動量而開始高速旋轉,並在這個過程中不斷提高自身的溫度最終“點燃”了巨量氫元素的可控核聚變,太陽系的主角“太陽”正式邁入長達100億年的主序星生涯。

太陽誕生之後剩餘的重元素在太陽引力作用下形成了如今的八大行星以及它們各自的衛星還有火星和木星之間的小行星帶,在太陽系的最外圍還存在著海量的彗星以及未發現的類冥天體等等。

美國在1977年9月5日發射的旅行者一號探測器是目前距離地球最遠的人造物體,但得益於核電池的超強續航,關閉了大部分設備的旅行者一號目前還能和地球保持聯繫,預計到2036年旅行者一號將會完全斷電。



目前的旅行者一號位於20光時16光分14光秒外的太陽系日球層外,而太陽系真正的邊界是一光年外的奧爾特雲,因此旅行者一號在未來很長一段時間內都無法飛出太陽系。

然而前段時間網上傳出了“旅行者一號被神秘力量減速”的消息

其實旅行者一號被減速是非常正常的一種現象,為什麼這麼說呢?

因為旅行者一號發射後除了火箭提供的初速度飛行外就是藉助於大行星的引力彈弓效應進行加速,它自帶的16個聯氨推進器更多是用來調整姿態而非加速的,因此旅行者一號可以說完全是用慣性在飛行。



在沒有動力也沒有額外加速度的情況下,慣性飛行的旅行者一號會持續受到太陽引力的拉扯,久而久之它的速度就會有略微的放緩,所以說旅行者一號被減速並不是什麼“神秘力量”所導致的,而是我們熟悉的引力。

早在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中牛頓就闡明是三大運動定律,其中說明了物體在沒有受到外力使用時將保持靜止或者勻速直線運動。


而旅行者一號就是在勻速直線運動中受到了“太陽引力”這個外力而減慢了速度,不過速度被減慢後的旅行者一號速度仍然超過了16.7km/s,因此只要給它足夠的時間它就能飛出太陽系。


宇宙觀察記錄


是外星人在太陽系外側造了能量層,一旦探測器到達就會被減速。題主的疑問貌似是向這個方向引導?可惜旅行者1號、2號減速的情況只是不很複雜的物理學現象而已。

旅行者1號、2號經由土星、木星等行星的引力彈弓效應,加速到第三宇宙速度,理論上不再需要持續的動力就可以飛出太陽系,而飛行幾十年後,它們也確實都沒有了推動力,靠著慣性繼續向太陽系外側飛去。探測器減速必然是受到了某種阻力的作用,引力是長程力,理論上不存在距離的限制,只要兩物體都有質量就有引力作用,那麼太陽系天體對往外飛的探測器會有引力作用,會導致向外飛行的探測器減速,這是其一;其二,宇宙中沒有絕對的真空,太陽系外層空間中也分佈著十分稀薄的氣體塵埃,不斷與探測器相撞,也會使它們的飛行速度非常緩慢地衰減。目前這兩顆探測器已經飛到了太陽系日光層的頂部,那裡是太陽系物質和星際物質的過渡地帶,仍然沒出太陽系範圍,可能還需要上萬年才能真正飛出去。

阻止人類飛出太陽系的因素是目前人類的還不是非常強大的科技實力。宇宙就在那裡,奧陌陌等太陽系外的小行星可以穿越太陽系說明太陽系不設防,想進就進想出就出,可人類沒有足夠出入太陽系的實力。人類可以觀測是因為宇宙中的各種射線很強,可以穿透層層空間到達地球被人類的各種觀測儀器捕捉,可人類製造的探測器卻沒有那麼強的能量,靠著慣性飛行,沒有持續輸出的能量,速度便不會再增加,只能不斷地衰減,要想飛出太陽系,必須得人類拋棄現有的能源模式,找到一種可以持續很長時間為探測器提供能量的能源。將科學理論可以解釋的問題往神秘力量上想,是壓根就沒想搞明白?

這個問題其實學習過高中物理就知道,能量不會憑空出現也不會憑空消失,探測器不斷遠離太陽系中心區域,相對於太陽系的“重力勢能”也在不斷增加,而探測器靠慣性飛行,也就是隻能由動能轉化為勢能。


來看世界呀


沒有誰在阻止人類,或者也可以說是大自然法則在阻止人類,不僅僅阻止人類,同時阻止著一切事物!

這種問題本身透露著一種信息:有什麼東西刻意與人類過不去,或者故意阻止人類去探索宇宙!這種想法把人類想得太強大了,事實上人類渺小得簡直不值得一提,我們有什麼資格讓某種神秘力量對我們“大動干戈”呢?

也正因為人類的渺小,所以很多時候我們會不由自主地想象某種神秘力量(比如說外星人)的強大,比如說,但凡提到外星人,在我們心目中就會出現無比強大的概念,科技水平遠遠超過人類!這種想法是對人類文明程度的不滿,同時也是渴望外星文明的高度發達的科技的映射!

但僅僅憑藉人類探測器飛行速度減慢就說有神秘力量,這想象力也太豐富吧?探測器被減速很正常,因為即使飛行最遠的探測器旅行者一號也遠遠沒有飛出太陽系,這意味著探測器時候受到太陽引力的作用,速度當然會慢慢變慢!

這點很容易想到,就是引力的作用,哪有什麼神秘力量?當然,如果你認為引力就是神秘力量,權當我沒說!

所以說,對於神秘的宇宙和大自然,不要任何事情都往“陰謀論”上靠攏,大膽的想象確實需要,但絕不是這種完全建立在主觀臆斷上的想象,想象的同時更需要證據的支撐!


宇宙探索


不好說。

說宇宙很大很大,都是站在地球上進行觀測,人類從來沒有飛出過太陽系。

記得有個影片叫《楚門的世界》,楚門就生活在一個封閉的攝影棚裡,但是從楚門的角度看,每個角度都是真實的。

有一種獨特的說法,地球就是一個實驗溫箱,類似楚門的世界。因為地球太特殊了,人類太特殊了,人類也許就是活在一個溫箱中的楚門也不一定。


談笑閣


從古至今,有沒有外星人或神族,一直都是一個謎,最近還有科學家提出,整個宇宙都是虛幻的,只不過使我們大腦投射出來的景象罷了。古代神話有末日來審判的神明,比如西方神話裡宙斯的女兒,《聖經》中的魔鬼撒旦,再來的彌賽亞,以及印度神話中的溼婆神,或許……就是他們在阻止人類呢?想想看,人類發展至今,一直重複著戰爭的歷史,直到今日,人滿為患,地球資源日益消耗,人類一直在消耗地球的能源,如果人類再不醒悟過來,那還真是世界末日呢。


侯理君


探測器向太陽系外飛行,是背向太陽的,在太陽的引力範圍內速度如果不減小那才是詭異的事情。像標題中這樣的說法分明就是一種誇大謠言的嫌疑,目的就是想引出太陽系是一個囚籠的結論。首先說太陽系邊緣,目前為止沒有一艘探測器到達太陽系邊緣。其次再說減速的問題,探測器向外飛行受引力作用速度自然會減小。


上個世紀六七十年代NASA發射了四顆星際探測器,先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號和旅行者2號,它們在執行完外側行星的探測任務後,會繼續向深空飛行,目的是帶著人類的信息飛出太陽系。目前距離我們最遠的探測器是旅行者一號,飛行了42年距離我們220億公里。


但是這個距離到太陽系邊緣還是微不足道的,一般都把太陽的引力作用範圍看作是太陽系的區域,天文學家認為在太陽系周圍包裹著奧爾特雲,這裡聚集著長週期彗星以及大量的太空碎片,都是在太陽系初期形成並被排擠出來的。奧爾特雲外邊緣的直徑大約是2光年,而如果按照旅行者一號平均17公里/秒的速度飛行,到達太陽系邊緣需要1.76萬年,目前旅行者一號只飛行了42年而已。



以旅行者二號舉例,從地球上發射的時候速度是最大的,隨著逐漸向外側變軌飛行,在引力的作用下相對於太陽的速度是減小的,但是有大行星的引力彈弓效應,為旅行者二號節省了不少的燃料。探測器攜帶的燃料一般不是用來長距離加速的,只是在變軌的時候使用。平常的時候類似於滑行,沒有能量的供給並且引力在做負功,探測器的速度自然會減小,不然能量就不守恆了。經常有好多人在說為什麼探測器不垂直於太陽系往上飛,實際上這種路徑更加消耗能量,因為沒有大行星的引力彈弓效應就沒有辦法加速,需要一直消耗攜帶燃料。


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