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地球上一束光,能在24小时内飞出太阳系吗?答案出乎意料
2019-10-03 13:57:34   来源:东方头条   

提到宇宙中最快的速度,除去空间的膨胀速度,就要数光速了。按照爱因斯坦提出的相对论,宇宙中任何有质量的物体,其运行速度都不可能达到光速,所以可以说光速是宇宙中最快的速度没有之一(空间没有质量所以不在讨论范围)。

正因为如此,在宇宙中才用光速作为距离尺度。既然光速非常快,那么大家是否想过,如果在地球上打开一个普通的手电筒,这个手电筒所发出的光,能够在一天之内飞出太阳系吗?

相信许多人会下意识地认为“不会”,因为凭借着手电筒微弱的光,怎么也不可能穿透如此之“厚”的太阳系,甚至可能连穿过地球大气层都很困难。

实事真的如此吗?其实答案是不对的,之所以许多人这样想是因为我们在地球上生活惯了,所以按照地球思维思考这个问题了。

实际上,即便是非常微弱的光,在真空中也是没有损耗的。这也就意味着,在一个晴朗的夜晚,向着太阳方向发出一道光,只要这光前进的路径上没有任何物质阻挡,那么这道光可以在宇宙中一直飞行下去。只不过因为还要穿越大气层,所以它的强度会有所减弱。

那么回到开始的问题,这束光线能在24小时内飞出太阳系吗?答案是否定的,这就要涉及太阳系的范围问题了。

当年在加利福尼亚帕萨提那举行的年度行星科学部会议上,一个科学家在报告中将太阳系的最外侧定于冥王星的轨道外侧。这种太阳系范围的划分方式沿用了很长一段时间。

而之所以这种范围划分方式能够得到普遍的认可,主要因为恒星-行星-卫星所组成的结构深入人心,所以很自然的,大家就会把太阳系最外侧的行星轨道认为是太阳系的边际。

所以如果按照这个时候太阳系的范围划分来看的话,24小时之内光线是完全可以飞出太阳系的,因为按照冥王星的轨道平均距离50个天文单位来算,这束光线实际只需要7个小时左右就能够飞出太阳系。但是很快科学家就意识到这样划分的太阳系范围是错误的,太阳系实际的大小远比人类想象中的大得多。

爱尔兰裔天文学家艾吉沃斯经过对宇宙的观察,率先发现了“柯伊伯带”存在的证据,并且形成了自己的假说体系,而他的假说体系很快就被各地的天文观测台所证实。

“柯伊伯带”是位于海王星之外的一片极为广阔的空间,这里没有熟知的行星,只有无数小天体,这些小天体主要由岩石和坚冰构成。

根据科学家们的推测,“柯伊伯带”内直径大于50公里的天体数量超过10万颗,大家熟知的创神星、伐楼拿、2003 EL61都是“柯伊伯带”内的天体。

这些直径大约50公里的天体,甚至有的还有着两个以上的卫星,之所以没有将这些天体定义为行星,主要是因为它们“没能清理干净所在轨道空间”。

如今的科学家们已经普遍认可“柯伊伯带属于太阳系范围”这一说法,这样一来太阳系的范围就远比早前“太阳-海王星”这种距离要大了。如果将太阳系想象成一个蛋糕,那么“太阳-海王星”这部分区域,仅仅是蛋糕中间的一粒芝麻。

所以在包含了“柯伊伯带”之后的太阳系中,地球上发出的光线在24小时内是无法飞出去的,因为这需要2-3天的时间。

然而你以为“柯伊伯带”就是太阳系的边界了?如果你这样想那就大错特错了。在证实“柯伊伯带”存在后不久,科学家们又发现了“日光层”的概念,它是太阳发出的光,与来自宇宙中其他地方光线的交汇之处。

在这里,太阳风减速并且变得混乱不堪,而来自宇宙中其他地方的辐射光线,与太阳光互相抵消、碰撞,从而让这些宇宙射线无法进入内部空间,给地球上的生命提供了一个安全稳定的生活环境。

而这层太阳光与宇宙射线交汇起来的区域,以太阳为中心形成了一个椭圆状,科学家将它称之为“日光层”。看起来这应该是太阳系的边界了吧?然后实事上,“日光层”也不是太阳系的边界。

在对太阳系中的彗星研究的时候科学家们发现,这些彗星来自一个极为遥远的区域,经过仔细的研究计算,发现这个区域是一个将太阳系包围在其中的球状云团,这里布满了活跃的彗星。

科学家们将这个区域称之为“奥尔特云”,它是太阳系形成初期剩下的“边角料”所构成的。这个“奥尔特云”的范围大的惊人,因为它达到了5万-10万个天文单位,要知道行星轨道才50个天文单位,“柯伊伯带”不过才30-500个天文单位。

最主要的是,“奥尔特云”的范围已经达到了距离我们最近的恒星系,比邻星系距离的四分之一。因为“奥尔特云”是由形成太阳系的星云所构成,所以“奥尔特云”属于太阳系也是理所应当。至此,太阳系的整个直径大约为1.5-2光年左右。

知道了太阳系的真正大小,我们再回到文章开头那个问题“地球上的光线能在24小时内飞出太阳系吗”答案是显而易见的,可能许多人开始的时候根本想不到这个答案,对于这个答案感到出乎意料,但是现在应该都明白了。

总的来说,我们人类虽然生活在太阳系中,但是太阳系中还隐藏着无数奥秘等着人类去探索。相信随着科技的不断进步,人类终有一天能够真正的突破太阳系,去亲眼看看系外的美景,而不是通过一束光线去幻想太阳系之外的情况。

您对这个答案感到意外吗?欢迎在下方说说您的想法!

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