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距離地球233億公里,旅行者1號飛了46年,它為何還能和地球通訊?
2023/04/23

探索宇宙是人類走出地球之后的終極夢想,人類走出地球之后一直都想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外,是不是還存在外星生命?帶著這些疑問,人類走上了探索宇宙的道路,根據科學家的研究得出,我們的太陽系誕生于50億年前,在50億年前,太陽誕生以后吸收了周圍大量的物質,所以太陽的品質占到了太陽系總品質的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物質占到了太陽系總品質的百分之0.14,從占比上我們就能夠看出太陽的品質很大,為了探索太陽系和太陽系之外的奧秘,科學家們也做了很多努力,曾經在46年前,科學家向太陽系外發射了旅行者1號和2號探測器,發射這兩個探測器的目的就是為了讓他們飛出太陽系,探索宇宙的奧秘。

當時科學家在發射旅行者1號和2號的時候,還在上面安裝了金唱片,這個金唱片采用了銅質材料,相當于在唱片上面鍍了一層銅,這樣能夠讓金唱片的使用時間變得更久,NASA科學家認為,如果旅行者1號和2號能夠有幸飛出太陽系,那麼或許它們能夠被外星文明捕捉到,外星人或許能夠根據上面的信息找到地球的位置,科學家在這個金唱片上面刻錄了地球的聲音、大自然的聲音、動物的聲音和人類的聲音,當時不少認為認為,這個金唱片可能會給人類帶來不必要的麻煩,看到這里,可能很多朋友會產生一個疑問,就是外星文明能夠看到金唱片上面的信息嗎?為了能夠讓外星文明看到金唱片上面的內容。

科學家在制造金唱片的時候,采用了宇宙中最常見的元素氫元素,用這種元素發明了一種秘鑰,在金唱片的右下角的圖片說明了氫原子兩個最低態之間的躍遷圖,科學家認為,任何一種有宇航能量的外星文明都能夠看懂這種圖案,在光盤的左上角是二進制代碼,豎線是二進制1,橫線是二進制0,表示基于氫鐘的演奏速度是每分鐘16.667轉,下面的二進制代碼表示唱片每一面的播放時間大約是1小時,當金唱片播放時,任何文明都能夠聽懂上面的內容,一切都準備就緒后,在1977年9月5日,萬眾矚目的旅行者1號探測器飛向了太空,雖然旅行者1號比旅行者2號發射晚了16天,但是它依靠泰坦3號火箭的幫助,超過了旅行者2號。

在木星附近,觀測了木星的景象,還看到了木衛一上面的特殊景象,比如說火山噴發、這是人類第一次觀測到除了地球外的火山噴發,而且還看到了木星上面的大紅斑,木星是一顆氣態行星,大紅斑風暴是木星最突出的特征之一,它的直徑比地球還大,至少有1.3倍左右,深度達到了整個地球的幾倍,這個風暴是由高速氣旋組成的,裹挾著最高600公里每小時的強風,根據科學家的研究得出,這個大紅斑至少已經存在了400年左右,到目前為止,科學家依然還在探索它的奧秘,在旅行者1號探測器觀測完木星之后,經過2年的時間,它又抵達了土星軌道,對土星、土星環以及土衛六進行了近距離的觀測。

土星從外表來看非常美麗,尤其是它的土星光環,不過它的光環并不是我們認為的光,而是由冰和巖石碎片組成的,這些碎片圍繞著土星的赤道以非常快的速度旋轉,土星光環是由多個環組成的,其中最著名的就是A、B、C光環,其中A和B之間的縫隙最大,被稱為是卡西尼縫,土星光環是如何形成的呢?現在科學家也在積極的研究當中,其實發現土星光環的科學家是伽利略,早在400多年前,伽利略利用當時最先進的望遠鏡首次看到了土星光環,并且將其描述為耳環,後來人類探測器對土星進行了近距離的觀測,最終清楚的看到了土星光環的樣子,在旅行者1號觀測完土星之后,它又繼續超太陽系外飛行。

在2008年的時候,旅行者1號探測器率先到達了距離地球160多億公里的日球頂層,這里是調養輻射粒子和宇宙輻射粒子交界的區域,旅行者1號對這里的太陽風粒子和宇宙粒子進行了觀測,并向地球傳回了數據,通過科學家的分析發現,這片區域的溫度高達4萬攝氏度,只不過這麼高的溫度并不會對探測器造成影響,因為這里的星際氣體密度非常稀薄,在這里我們需要區分溫度和熱量,從微觀角度來說,溫度是由粒子運動所產生的,粒子的運動速度越快,所產生的溫度就越高,當粒子的運動速度越慢時,所產生的溫度就越低,在這個火墻中,有的地方的粒子分布非常稀薄,所以即使所有的粒子將熱量傳送到旅行者1號探測器上面,那麼旅行者1號探測器接收到的熱量也是很低的。

這是因為在不同的媒介中,我們所感到到的溫度也是有區別的,假如說你在100度的水中會感覺很燙,但是在100度的空氣中,感覺就不是很明顯,而旅行者1號所遇到的高溫其實就是等離子溫度,并不是真實的溫度,等離子體是物質的一種高能形態,形態上類似氣體,在宇宙中等離子體幾乎到處都是,它們蘊含的能量很高,幾萬攝氏度也是非常常見的,在2012年8月的時候,旅行者1號探測器順利的沖出了日球層頂,在此后的8年多時間內,它又繼續飛行了60多億公里,在飛行的過程中,它會向地球傳回信息,讓人類對太陽系有更多的了解。看到這里,可能很多朋友會產生一個疑問,就是為什麼旅行者1號探測器距離地球這麼遙遠,它還能夠和地球保持通訊?

首先旅行者1號探測器是依靠無線電通信手段進行信息傳遞的,在旅行者1號上面安裝了3.7米的拋物面蝶形天線,這種天線使用s波段和頻率,將地球上發送的無線電信號進行調制,這種天線不僅僅能夠保證信息的接收和發送,而且受到干擾的情況很少,而且旅行者1號通訊頻率選擇了8GHz頻段,這個頻段干擾極少,能最大程度保障信道的暢通無阻,在旅行者上面安裝的天線,能夠始終對著地球,不過隨著旅行者1號探測器距離地球越來越遠,它向地球發送的信號也會越來越弱,目前旅行者1號傳輸的速度只有每秒1kb,即便是發送一兆數據也需要幾十個小時,在旅行者1號傳回的數據中,科學家檢測到了微弱的氣體干擾。

經過科學家的研究發現,探測器穿過日球層頂進入名義上的星際空間之后,傳回了一種穩定、持續的信號,原本以為穿過日球層頂,在更加空曠和黑暗的星際空間中,太陽的影響已經非常微弱了,但還是沒有想到還能夠檢測出比較持續明顯的氣體擾動,科學家認為,這種擾動發生在太陽活動兩次大爆發之間,星際氣體的擾動對探測器造成了一定的振動,從而發出嗡嗡的聲音,在正常情況下,星際空間的這些稀薄介質,就像安靜而溫柔的水一樣,在太陽風能夠吹拂的區域,當有帶電粒子通訊時,這片空間就像是暴風雨中夾雜著閃電一樣。科學家認為,旅行者1號所傳回的很窄頻范圍內的聲音,恰好是發生在太陽黑子兩次爆發之間,強大的太陽風拓展了日球層頂的邊界,使得探測器能夠捕捉到這種星際介質和太陽風之間的對話。

通過旅行者1號探測器傳回數據我們能夠知道太陽系中更多的信息,不過在旅行者1號探測器飛行的過程中,科學家于1990年情人節做了一件非常浪漫的事情,他們讓旅行者1號調轉機身,朝來時的方向給太陽系拍了一張全家福,在這張傳回的照片中,地球連一個沙子都不算,科學家在這張照片上幾乎都找不到地球的位置,只能夠看到一個暗淡的藍色小點,根據科學家的計算得出,這個暗淡的藍點像素只有0.12,讓很多人無法想象的是,我們引以為傲的地球居然在宇宙中如此的渺小,要知道我們的太陽系只是宇宙中非常渺小的一個星系,宇宙的浩瀚遠遠超出了我們的想象,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達到了930億光年,光年是一個距離單位,一光年相當于光速飛行1年的距離。

面對浩瀚的宇宙,我們的地球連一粒沙子都不如,而我們人類則顯得更加渺小。

人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生到現在僅僅只有幾千年的時間,根據科學家的研究我們能夠知道,人類起源于200多萬年前,是由猿類生物進化而來的,人類在短短幾千年的時間內,已經能夠站到地球食物鏈的頂端,這說明人類科技發展的速度很快,雖然人類能夠走出地球探索宇宙,但是面對浩瀚的宇宙,人類的科技根本微不足道,在宇宙中存在很多我們不知道的危險,任何一個危險都可能會讓人類文明毀滅,比如說小行星的撞擊,曾經在6500萬年前,有一顆直徑10公里的小行星撞擊了地球,導致地球上百分之90的生物都滅絕了,當時地球上的霸主還是恐龍,恐龍滅絕之后人類才開始出現。

在太陽系的外面,還存在很多人類不知道的物質,比如說暗物質、反物質等等,這些物質在宇宙中起到什麼樣的作用?現在科學家也不清楚,目前科學家也在積極的研究宇宙的奧秘。人類能夠在幾千年的時間內走出地球探索宇宙,這說明科技發展的速度很快,只要能夠堅持不懈的努力下去,再過幾千年或者是幾萬年的時間,我們一定能夠走出地球探索宇宙,到時候我們會發現更多宇宙奧秘。

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