03.05 銀河系是一個圓盤形狀的,如果我們垂直於銀河系面飛行是不是更容易飛出銀河系?

兔斯基聊科學


【靜態的銀河系被描繪成(一個)圓盤形狀】

看星河,靜態的銀河系被描繪成圓盤形狀。盤面約 10 億光年,中心高差約 1.2 億光年。

如果真的是這樣,垂直於銀河系盤面飛行,(想象)更容易飛出銀河系。

【但】真實狀況,(並) 不是這樣!!!

【動態的銀河系】①眾星圍繞著 [銀心] 飛旋;②銀心帶著眾星馳弦。( 附:太陽系動圖,配合理解 )。

(這)【很難想象。但很重要】!

垂直於 [銀河系盤面] 飛行有兩種路徑

1,(垂直)超過銀河的飛行速度。

讓 [你] 的飛行速度 比 [銀河] 的飛行速度【更快】飛到 [銀河] 的前面去。無法想象,(那)【 需要多麼大的能量啊 ?!】

2,靜止不動。(爽)!

如果 [你] 有“超能量”,保持自身靜止不動,讓銀河把 [你] “丟下”。這樣,自己靜止不動,輕鬆地飛出銀河系,其不更爽 !?

但,(這)【不可能】!

宇宙,古往今來,上下四方,萬事萬物,弦旋旋弦 …… (我們)知之甚少!

【人類智慧。始終在路上 …… 】

[中和悟道] 2020-02-23 (網絡圖片)





中和先生326


如果單從技術上來說這樣想真的一點毛病都沒有,但從實際上來說就比較複雜了。

銀河系屬於一個棒旋星系,也就像樓主所說是一個圓盤形狀。銀道面的平面直徑約為10萬光年,垂直直徑約為1.2萬光年,從表面上看垂直於銀道面的確可以更快的飛出銀河系。而且由於銀河系的銀道面和太陽系的黃道面存在一個60度的夾角,如果垂直於銀道面向上飛,基本和黃道面平行,並不完全影響利用太陽系內大行星的引力彈弓。但這些都是理想化或者表面化的問題,如果要真的飛出銀河系還要面臨很多深層次的實際問題。

第一、 首要問題:人類為什麼要飛出銀河系?

從理論上說,一個航天器只要達到110-120千米|每秒第四宇宙速度都能飛出銀河系。但問題是,即便是在理想情況下,人類無論怎樣飛,以銀河系之浩瀚都需要巨量的時間。以第四宇宙速度為例如果要平行於銀道面飛出銀河系,在直線理想的情況下人類需要1.5億年(以半徑算);垂直於銀道面需要1800萬年。即便是有一天人類能夠無限的逼近光速也需要5萬年或6000年的時間,對於人來說,或者對於人類來說已經沒有什麼意義。

因此在現階段人類為什麼要飛出銀河系是一個不盡科學家,甚至連科幻小說家也很難回答的問題,已經沒有什麼意義。

第二、優劣分析:平行於銀河系銀道面飛行的優缺點有哪些?

雖然從理論上只要時間足夠,一艘飛船隻要達到第四宇宙速度無論是平行於銀道面,還是垂直於銀道面都能飛出銀河系,但由於銀河系的特殊條件兩者還是有明顯的區別。

平行於銀道面飛行的優點:一、利於補充能量:銀河系大部分恆星系都位於銀道面上,以平行的方式飛行能在途中獲得源源不斷的能量供給;二、利於加速:飛船平行於銀道面飛行不僅能在飛行途中獲得不斷的能源供給,而且能更大限度的利用恆星或行星的引力彈弓效應,已獲得更快的加速度。這對於宇航速度不高的飛船來說尤為的重要。

平行於銀道面飛行儘管由以上重要的優點,但缺點同樣突出。首先是距離大幅增加,從6000光年增加到50000光年(都以半徑計);其次是風險增加,平行於銀道面儘管能獲得不斷的能源供給和持續的引力彈弓加速,但由於在這個平面上有太多的天體,無形中也增加了相撞的概率,極易造成船毀人亡的發生。

第三、優劣分析:垂直於銀河系銀道面飛行的優缺點有哪些?

垂直於銀道面的優缺點幾乎和平行於銀道面相對。優點是減少了飛行的距離,減少了相撞的概率,但卻也因此減少了補充能量和利用引力彈弓加速的機會。

第四、航天中的兩個偽概念,究竟怎樣飛才最划算?

偽概念①銀河系是一個圓盤:這其實涉及一個天文學劃分的問題,在天文學領域通常情況下為了能夠直觀對一個星系進行描述,往往以大型天體做為界限,譬如說人們常說的冥王星或者柯伊伯帶為太陽系疆界,也不能說錯,只能說不準確,星系間更嚴格規範的劃分應該是以引力影響範圍作為依據。因此如果要按照引力影響來看銀河系的話肯定不是一個圓盤形狀,而更接近於一個壓扁了的球體,它垂直中心點的直徑應該遠大於通常認為的1.2萬光年。小編個人認為至少應該在4萬光年以上的範圍。(如上圖左)

偽概念②宇航飛行是直線飛行:在航天領域可以說就沒有所謂的直線飛行,即便是能達到光速也受到曲率的影響會產生一定的彎曲。如上圖右所示,飛行的速度越慢越容易受各種情況的影響,飛成弧形,甚至曲線。

那麼綜合利弊從實用角度考慮,假設人類飛出銀河系成立,那麼到底應該怎樣飛呢?其實這主要取決於兩個原因:飛行速度、飛船能源的自持力。假設說這艘飛船能達到光速的10%以上,那麼這艘飛船減速、補充能源所需的時間和代價就將會變得非常巨大,運用引力彈弓的效果和難度之間也越來越不成正比,而且在星系群內航行也無疑增加了相撞的概率。除此之外按照一般思維,如果人類真能將一艘飛船加速至光速的10%,那麼這艘飛船的自持力一定非常可觀,所以我認為在這種情況下應該選擇垂直於銀道面,以節省時間。反之,如果如果不能將一艘飛船加速至光速的10%,還是老老實實的圍著銀道面轉圈圈吧。

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目前,無論是人類,還是無人探測器,都還未曾離飛出過太陽系(但有五艘無人太空飛船正在離開太陽系),更未曾飛出過銀河系。因此,我們還沒有得到過真實的銀河系全貌照片。

不過,人類對銀河系結構的瞭解已經是八九不離十了。依巴谷衛星、蓋亞衛星相繼觀測了銀河系中數以億計的恆星,測量出了它們的方位、距離以及運動。通過這些數據,天文學家可以較為精確地繪製出銀河系的結構。

結果表明,我們的銀河系是一個擁有四條主旋臂的棒旋星系,結構呈現為圓盤形。銀河系盤面直徑估計為10萬至20萬光年,銀河系中心是一個半徑為6500光年的球狀結構(核球),銀盤的平均厚度為2000光年。銀河系中的恆星都集中在盤面上,它們都在環繞銀心運動。

既然銀河系是圓盤狀結構,我們從垂直於銀道面的方向是不是更容易飛出銀河系呢?

關於這個問題,先來簡單瞭解一下太陽系在銀河系中的所處位置,以及黃道面和銀道面的角度關係。

太陽系與銀心的距離為2.6萬光年,位於銀道面以北75至100光年,並且太陽系還以大約7公里/秒的速度向北遠離銀道面。

由此可見,從垂直於銀道面並且朝北的方向飛出銀河系,所需的飛行距離最短,大約1900光年,而且還能利用太陽系本身相對於銀道面運動的速度。

不過,這樣的飛行方式並不能充分利用地球繞太陽旋轉的軌道速度(30公里/秒),以及太陽系繞銀心旋轉的軌道速度(230公里/秒),原因是黃道面和銀道面不重合。黃道面是地球繞太陽公轉的軌道平面,這個平面與銀道面並不共面,而是存在60.2度的夾角。

當然,太空飛船可以像旅行者1號,藉助太陽系中的木星、土星等巨行星的引力進行加速和改變方向。旅行者1號以35度角從黃道面往北方向飛,與銀道面的夾角約為25度,飛行方向為蛇夫座。通過行星的引力作用,可以讓太空飛船沿著垂直於銀道面的方向飛行。

不過,以目前人類的宇航科技,飛出銀河系是不現實的。據估計,從太陽系所在的位置逃離銀河系所需的速度,也就是第四宇宙速度,約為550公里/秒。即便宇宙飛船能夠達到第四宇宙速度,並且以沿著最短路徑飛行1900光年,那麼,飛出銀河系所需的時間將會達到104萬年,這根本就是天方夜譚。

那麼,如何才能有效飛離銀河系呢?

如果人類想在有限的時間內飛出銀河系,只能通過相對論效應。

第一種方法,讓宇宙飛船加速度加速到亞光速,由於時間膨脹效應,這會讓宇宙飛船所需的飛行時間大幅度縮短。舉個例子,如果宇宙飛船的速度可以加速至光速的99.999986%,對於飛船上的宇航員來說,只要1年的時間就能飛離銀河系。與此同時,地球上已經過去了1900年的時間。

第二種方法,用負物質製造出能用於星系際穿越的蟲洞,這可以讓宇宙飛船在短時間內前往銀河系外的任何地方。


火星一號


在上帝的默許下,45億年前耶酥率領上億天仙開始創造太陽系,先造出了地球,然後設置了太陽及其它太陽系星球,對太陽、地球的大小、位置、運轉速度等進行了嚴密精確的計算和設計,此後,耶酥派遣近億天仙以智慧人的身份來到地球,對地球進行了大規模的改造,地球上的水、大氣、絕大部分綠色植物和食草動物等就是當時天仙們創造的,微生物是由於有水加光合作用而自行繁殖起來的,這個創造的過程前後斷斷續續持續了將近23億年的時光。(請看"生命篇")

  在動物未造出之前,月球尚不存在,前期的一批動物被創造出來後,天仙們發現,若一旦他們撤離地球,因為沒有潮起潮落、風雲雨雪,動物們就無法有效生存,所以,他們在離現在的埃及開羅不遠的地方和大西洲(大西洲在大西洋底部)建造了兩個大型的冶煉廠,用冶煉出來的特製金屬製造了許多飛船(飛碟),一方面把創造出來的動物們運送到地球各處,另一方面,用這些飛船把冶煉出來的金屬運送到"太空站",在"太空站"製造了一個巨大的外表凸凹不平,且銀白色能反光的中空的大球,這個大球就是我們現在的月球。10億年前,地球上的夜晚是非常明亮的,後來由於宇宙塵埃不斷落到月球表面上,所以,月球不再如當初那麼明亮了。

我們現在偶爾看到的飛碟不是來自外太空,而是來自月球中心,月球的中心是個巨大的倉庫,裡面有許多當時天仙們使用過的"工具",飛碟就是"工具"之一,月球有一扇門,可隨時開啟,神秘的百慕大三角區下面有一個巨大的"宮殿",是天仙們在地球上的臨時"旅館",根據需要,天仙們可以隨時"遙控"月球內部的"飛碟"對地球進行探察訪問。

  兩億年前的地球可以說是美麗富饒,繁華似錦,現在的撒哈拉大沙漠當時是翠巒疊嶂、奇峰林立、綠樹成蔭、鳥語花香,是綠色植物和動物們集中的最美麗的地方。天仙們就在地球上歌呀、舞呀、鬧呀、樂呀,有點"樂不思蜀"。

  但好景不長,地球上天仙的快樂享受引起了撒旦的不快,為了顯示自己法高一籌,大約在2.5億年前,他就派遣另一批天仙(佛)來到了地球,在已有的基礎上開始了大規模地蒼蠅、蚊子、臭蟲、老鼠、蠍子、蜈蚣、蛇、食肉動物等生命的創造。專門對付耶酥派創造的生命,為了平熄他們"心頭"的嫉妒之火,他們還以恐龍的形態在全球範圍內對耶酥派創造的植物和動物進行了破壞。

  這種不和諧的局面導致了上帝的不悅,大約在一億三千萬年前上帝用一種瘟疫將恐龍盡數消滅,把他們的靈體全數關押在了"陰極黑洞體"中,遺憾的是,有一對聰明的恐龍藏到了中國東海深淵一洞中逃過了此劫,在水下休眠了大約一億多年的時光。

  大約在160萬年前,為了不使充滿生機的地球閒置無用,上帝親自設計了一種生命結構,這個生命結構就是現在人類的雛形,並把這個生命的"圖紙"交給耶酥實施,耶酥的使者們(天仙)依據上帝的"圖紙"來地球進行對人的製造,為了接受上帝從宇宙中發來的能量,也為了積聚創造這個特殊生命所需的能量,以便加速人這個生命的創造過程,他們在現在的埃及地,也就是撒哈拉這個當時最有利於生命存活的地方建造了許多實驗室,這些實驗室就是現在的埃及金字塔,由於第一次製造時缺乏經驗,少了幾個步驟,所以生產出來的生命全是猴子,改進後生產出來的全是猿人,這當然不能使上帝滿意,所以繼續加工製造,造出了第一批人,他們就是非洲的黑人,第二批生產出的是美洲的印第安人,第三批是歐洲白種人、埃及人和北非白種人。這三批人造好後,他們就撤離了地球,為了不使撒旦從中作梗,他們在撤離前對金字塔周圍進行了滅跡處理,撒哈拉大沙漠就是當時滅跡的結果。無極"生"太極","太極"生"兩儀"。"兩儀"是對立統一的,就是說,"太極"這個上帝誕生後,首先是"無極"中能量的分化,能量低的地方能量成形,宇宙中的天體開始不斷出現,空間開始無限擴張;能量高的地方能量以無形狀態存在,就象宇宙中的"黑洞",隱而不顯。


勸善大師


銀河系是碟狀圓盤形狀,直經約10萬光年。中間厚有6000光年,到太陽系所在的邊緣就只有一半厚度了。

巨大的銀行系以四條旋臂組成的銀盤為主體,圍繞著中心的銀球不停地旋轉,看上去就像急流中的漩渦。因為銀盤中的所有恆星和星雲都受到了銀心黑洞及密集大恆星的引力影響。

當然以太陽系為座標試圖飛出銀河系的深空飛行器也為銀心引力所牽制。然而飛行器要飛出銀河系首先要具備第三宇宙速度16.7km/s飛出太陽系,在此基礎上初速度必須提高到120km/s的第四宇宙速度,也就是銀河系逃逸速度。飛行器才能飛出銀河系。

但這個飛行是藉助了太陽系本身的公轉速度217km/s,換言之飛行器實際的銀河系逃逸速度是337km/s。況且飛行器在飛出太陽系提速的過程中還可以運用飛行過程中遇到的其它恆星產生的引力彈弓效應更快地達到逃逸速度。

而如果放棄銀河系平面飛行,改用垂直飛行。看似在距離方面大為縮短,實際飛行將不能借助太陽系的公轉速度,甚至還要消除公轉帶來的慣性力量,以及銀心引力的夾角增量。飛行器垂直飛出銀河系的實際逃逸速度可能要337km/s的10倍以上。所以垂直飛出銀河系要比平面飛出難很多,幾乎難以實現。

可是人類真的要飛出銀河系,以現有的物理理論知識去解釋可以說是不可能實現。因為銀河系直徑就達10萬光年,即便我們擁有了光速飛行器,穿越銀河系也需要10萬年。10萬年都要趕上原始智人走出非洲至今的時間了。說來說去,還是宇宙太浩瀚,人類太渺小。

但我們也不要因此灰心。因為空間距離可能只是一個可變的緯度而已,如果人類的物理理論能獲得突破性的進展,科技技術進而能夠製造出反重力引擎,駕馭的飛行器能隨時進入蟲洞。那也許宇宙距離就不是問題了,飛出銀行系也就不是人類的夢想了。





科學的奧秘


太陽系距離銀河系邊緣數萬光年,而銀河系厚度3000多光年。相比而言垂直銀盤飛行確實更容易飛出去。但對現代人類沒有意義,人類連1光年都不能跨越,想跨域3000光年有點太早了。

銀河系實在太大了,最新的探測數據表明銀河系的直徑可能在20萬光年,而最初的探索中,科學家們認為銀河系的直徑只有幾萬光年,而20萬光年直徑這個數字可能在未來的探索中再一次被刷新,即便是太陽系直徑可能也在2光年左右,而人類飛行最遠的探測器旅行者一號飛出去220億公里,還不到光一天傳播的距離(約260億公里),連太陽系都沒有飛出去卻想著飛出銀河系,實在是有點太不自量力了。對於現代人類來說,飛出銀河系並不是需要考慮的問題,因為即便集中人類所有的力量也辦不到,是人類認識水平的限制,指望目前的這種飛行模式,飛出銀河系簡直是妄想。所以目前人類要做的就是不斷地探索,包括探索太陽系,用望遠鏡探索遙遠的星空,提升人類對宇宙的認識。

太陽系的簡化模型也是扁平盤狀,但人類發射的探測器卻並不是垂直於太陽系盤,而是沿著盤狀構造向外側飛去,目的是研究太陽系的構造,研究行星的特徵等,提升人類對宇宙的認識,只有認識提升,才能找到飛出太陽系乃至銀河系的辦法。以銀河系的廣度,現有的任何方式都飛不出去,飛行速度不夠,人類的壽命也不夠,只有不斷探索找到類似於蟲洞的宇宙特殊構造,才能極大地縮短飛行時長。所以人類目前發展的重點是探索,而不是飛到這飛到那,所有的航天項目都有明確的目標,而且是很現實的目標,旅行者一號二號是為探索太陽系外側行星發射的,只不過探索任務完成後燃料仍有剩餘所以美國才控制它們向更遙遠的地方飛行,新地平線號是也是為了類似的探索項目,本質上仍是基於瞭解太陽系的目的進行的,不是為了往出飛,光飛有個什麼作用。

相較於銀河系的直徑和厚度,垂直於銀盤向外飛行確實更容易,前提是人類得有那個實力,要不然一切都是空話。即便是曲速飛行器,要跨越3000光年厚的銀盤也不是簡單的事情,要耗掉的能源是我們無法想象的,整個地球的能源也未必夠。


來看世界呀


以地球處在銀河系第四懸臂的位置,即便從銀河系圓盤垂直切角以光速飛行,飛出銀河系也要5-6000年時間。

這有意義嗎?

假設人類科技實現光速飛行,假設飛船可以完全實現自給自足,不需要補充能量,從地球出發,經過數千年時間,飛船上已經繁衍了數百代人,最初那些船員都成了古人,幾百人之後,不考古都不知道要去哪裡,去幹什麼。[我想靜靜]


首席草根評論員


理論上來講的確如此,銀河系屬於旋渦星系中的棒旋星系,形狀比較接近於扁平的圓盤,中間核球處是超大質量黑洞,聚集著大量的老年恆星,等著被黑洞吞噬。銀河系的直徑20萬光年,中心核球的厚度大約是1.2萬光年,太陽系位於銀河系的旋臂之上,距離銀心大約2.6萬光年處。因此飛出銀河系最近的方式就是垂直銀河系平面飛行,距離不超過6000光年。


那麼有人可能會有疑問,為什麼人類發射的探測器不垂直於太陽系的黃道面飛行,不更利於飛出太陽系嗎?這跟垂直於銀河系飛行應該是同樣的道理才對呀?實際上並非如此,太陽系的八大行星雖然主要都集中在黃道面上下,整體看上去太陽系就像是一個圓盤狀,但如果繼續向外去看,天文學家提出過一個猜想,認為在最外層有一個特殊的結構,它們是長週期彗星的大本營,那就是奧爾特雲,最外層直徑大約是2光年,這也被認為是太陽引力所能作用範圍的極限。


奧爾特雲整體看上去就像是一個人球體包裹著太陽,因此無論向哪個方向去飛行,最終都要飛行過1光年的距離才算是真正的飛出太陽系。而如果垂直於黃道面來飛行,那意味著只能靠著自己攜帶的能源,藉助不到大行星的引力彈弓效應了,同時探測器都有著自己的探測任務,垂直於黃道面飛行,就探測不到大行星了。

天文學家通過對銀河系內大量恆星的觀測構造出了銀河系的整體形象,發現太陽系的黃道面和銀盤之間有著六十度的夾角。而目前發射的五顆星際探測器,幾乎都是沿著黃道面的方向來飛行,所以說旅行者一二號等飛行方向都和銀盤之間有一定夾角。但理論上來講旅行者號姐妹最終也只能繞著銀心運動,因為速度完全不達標,不能達到第四宇宙速度。

銀河系內恆星主要都集中在旋臂之上,是質量聚集區,但恆星分佈的密度並不高,例如距離我們最近的就是比鄰星,4.22光年之外。這個距離對於人類來說就是天涯海角般的距離。但是依然都在受著銀心引力作用。因此在銀河系內飛行要受到銀心的引力作用,速度不達標無論如何是飛不出銀河系的。

實際上按照人類目前的科技水平,飛出直徑兩光年的太陽系都難如登天,現在距離我們最遠的探測器是旅行者一號,它目前距離我們220億公里,速度大約是17公里每秒,超過了所在位置的第三宇宙速度,最後可以飛出太陽系,但按照目前速度,飛出太陽系大約需要17000年。



科學黑洞


垂直飛出銀河系,

這事貌似可行,

假設你技術夠,

但是有一點你沒想明白,飛出銀河圖啥?

銀河盤是數百億顆恆星組成的,垂直方向很少,

恆星少,你也就沒啥參照物,沒啥補給站,前不著村後不著店,

其實沿著星盤走是可以得到補給,有能源有吃喝的,

還可以被引力俘獲 ,被引力彈射

當然,你連太陽系都沒出過,想太多也不靠譜。


星輝650


怎麼確定銀行系或者更大的宇宙是客觀存在的?幾萬光年的距離,我們現在望見得就是幾萬年前的存在了吧!



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