人類長時間在太空中飛行面臨諸多挑戰,所以人類親自到過的最遠星球只是地球的近鄰——月球。但無人探測器可以代替人類飛到更遙遠的星球上,甚至朝着太陽系之外飛去。

1977年,美國宇航局(NASA)的旅行者2號踏上了前所未有的星際之旅。它先後造訪了太陽系中最大的四顆行星——木星、土星、天王星以及海王星。經過這幾大行星的引力加速,讓旅行者2號獲得了擺脫太陽引力所需的逃逸速度,使它在沒有動力的情況下,也能靠着慣性衝出太陽系。

然而,當旅行者2號深入太陽系邊緣時,卻遭遇了超高溫的“火牆”。那麼,太陽系深處的“火牆”究竟是什麼?它會阻礙旅行者2號乃至未來人類飛出太陽系嗎?

在2018年,旅行者2號開始進入太陽風層頂,那時它位於178億公里之外。由於太陽的強烈電磁活動,它會向外釋放出高能粒子流,形成太陽風。這些太陽風會不斷向外擴散,直至遇到來自星際空間的介質,由此產生一個包裹太陽系的巨大太陽圈,其邊界被稱爲太陽風層頂。

通過旅行者2號攜帶的等離子體分析儀,天文學家能夠第一次探測太陽系深處的等離子體狀態。結果發現,在太陽風層頂和星際空間並非直接相連,它們之間還隔着一堵熾熱的星際等離子體牆。

據估計,“火牆”的溫度至少爲3萬度,最高可能達到了5萬度。它的寬度達到了2.2億公里,這相當於地球和太陽之間距離的1.5倍。那麼,“火牆”這麼高的溫度會讓旅行者2號直接氣化掉嗎?難道人類無法離開太陽系嗎?

雖然“火牆”的溫度高達幾萬度,但它並不會摧毀旅行者2號,因爲旅行者2號在那裏所能接收到的熱量其實非常少。注意,溫度和熱量是兩個概念,溫度越高並不意味着熱量越多。

溫度反映了粒子的平均動能大小,粒子的熱運動越劇烈,平均動能越大,溫度也就會越高。但如果粒子的密度非常低,即便溫度再高,單位空間中的熱量也會非常少。

由於“火牆”中的等離子體極爲稀薄,旅行者2號在那裏所能接收到的熱量極少,所以它能夠安全地在“火牆”中穿行。事實上,在那裏飛行的旅行者2號會陷入接近絕對零度的超低溫,因爲整個宇宙的平均溫度極低,只比絕對零度高了不到3度。

如今,旅行者2號已經穿過“火牆”,飛入充滿星際介質的浩瀚空間中。由於太陽引力的作用,沒有動力的旅行者2號會不斷減速,目前相對於太陽的速度爲15.3公里/秒。不過,旅行者2號的速度始終高於它所在位置的太陽系逃逸速度,所以太陽引力終究無法把它拽回去。

旅行者2號目前已經飛到了188億公里之外,但還遠未真正飛出太陽系,它只是離開太陽風層頂的防護,接觸到星際介質而已。太陽系的半徑估計爲1光年,也就是9.46萬億公里,以旅行者2號目前的速度,它還需大約1.96萬年的時間才能離開太陽系。

旅行者2號讓我們直觀地感受到了宇宙之浩瀚,人類在很長的時間內將會被困在太陽系中。除非未來能夠製造出亞光速飛船,或者基於蟲洞進行空間穿越,否則人類就連衝出太陽系都做不到。

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