人類對宇宙的探索是無窮無盡的,從人類開始思索自身和世界的起源之後,我們便一直渴望着可以親身到宇宙當中一探究竟。但是目前我們可以觀測到的宇宙範圍和真正的宇宙範圍相比差距懸殊,更别說親身到達宇宙當中了。
目前可以被人類觀測到的宇宙半徑大約為465億光年,但是這卻并不是整個宇宙的範圍,以人類目前的科技技術,我們目前隻能在太陽系當中發射人造衛星,要是想将探測器發送到太陽系以外,以我們目前的科技要想達到這一目标還是非常困難的,但是我們的科學家也一直緻力于尋找宇宙到底有多大,和宇宙的邊緣是什麼。
人類目前尚且無法觀測到整個宇宙的範圍
其實在很久以前,人類科技技術還比較落後的時候,然而在當時我們的祖先就已經開始了對宇宙的探索。隻不過在當時我們對宇宙的了解隻是面前可以看到的一整片浩渺星空而已。但是逐漸的,聰明的古人發現了不管是潮汐波動,還是群星以及月亮的移動,都是有規律的,逐漸的有些人開始學會利用天象來判斷天氣,這是最早的人類利用宇宙謀求便利的方式。
而現如今我們的科技手段遠遠不止于此,人類不斷地發射探測器,人造衛星,載人飛船等等,甚至在宇宙當中建設了屬于人類的小小庇護所——空間站。
空間站對接示意圖
我們利用宇宙的微重力環境來改變植物基因的特性,研究太陽系乃至宇宙當中是否有适宜人類居住的另外一個星球。
但是就目前而言,我們所探知的範圍僅僅在太陽系當中,至于太陽系以外的宇宙空間我們仍然是知之甚少。我們探知其他天體的主要方式,是将人造探測器送到想要探測的天體的周圍。但是探測器是否能順利進入我們想探測的天體的軌道,和發射探測器的速度有着很大的關系。
人們希望用探測器更好地探測宇宙
發射速度最快的探測器——“新地平線”号目前我們已知人類發射的探測器當中,飛行距離最遠的就是旅行者一号,旅行者一号的發射時間是在1977年9月5日,但是直至今日旅行者一号仍然在正常運行并且不斷給地球發送探測信息。旅行者一号現在距離地球已經超過兩百億公裡了,當之無愧是距離地球最遠的探測器。
雖然飛行距離最遠的探測器是旅行者一号,但是發射速度最快的并不是旅行者一号,而是“新地平線”号。“新地平線”号從一開始的發射速度就達到了每秒16.26千米。是迄今為止發射速度最快的探測器,“新地平線”号從地球飛到月球的軌道隻花了不到九個小時。
從二十世紀開始,人類相繼發射了無人探測器探測太陽系的各大天體,我們相繼發射了對于月球,火星,水星等實施探測計劃的探測器,卻并沒有發射針對探測冥王星的探測器。
在宇宙中的新地平線号
直到2006年1月美國航空航天局發射的“新地平線”号才彌補了人類探測冥王星的空白之處。
冥王星是太陽系當中距離太陽最遠的天體,所以“地平線”号探究冥王星也被各國的媒體争相報道,他們将這次旅程稱為是“探測太陽系的天涯海角”,實際上“新地平線号”号的發射時間是2006年,但是它與冥王星近距離“接觸”的時間是在2015年7月,也足以證明為了抵達冥王星的附近,“新地平線”号走了多遠的路。
“新地平線”号的發射不僅隻是為了探測冥王星的狀況,其目的也是為了更好地了解太陽系的起源以及太陽系的邊緣。“新地平線”号被賦予的主要任務就是觀測冥王星和柯伊伯帶。
新地平線号的主要任務之一是探索冥王星
被“踢出”九大行星的冥王星實際上在“新地平線”号的發射最初,科學家們期望着“新地平線”号可以帶我們更多地了解冥王星。在我們的認知當中太陽系當中應該有九大行星,但實際上早在2006年的時候,冥王星就已經被“降級”為矮行星了,實際上從冥王星一出場,它的存在就備受争議,直到現在很多人也不理解冥王星為什麼不能算是行星。
宇宙當中的天體數不勝數,如果一個天體要想被稱為行星就必須要滿足四點要求。
冥王星
首先天體必須要近似球形,并且自身有着足夠的自重。第二必須要在固定的軌道上圍繞恒星做圓周運動,第三則是必須擁有清除自己臨近軌道上其他天體的能力。第四則是天體上不應該發生核聚變。
雖然其他三條都滿足了要求,但是由于冥王星的周圍有着一顆質量很大的衛星,冥王星的衛星被命名為卡戎星,科學家們認為由于卡戎星的質量幾乎是冥王星的二分之一還要多,所以冥王星和卡戎星的關系理應是雙星系統,而非母星與衛星。
所以說在2006年,經過科學家的投票表決,一緻決定将冥王星“踢出”太陽系行星之列。
冥王星和冥衛“卡戎”
雖然說冥王星已經不算是太陽系當中的衛星了,但是探究冥王星也具有非常重大的意義,因為在接近冥王星的附近,也就是太陽系的邊緣有着這樣一個神秘的地帶——柯伊伯帶。
并且通過“新地平線”傳回地表的消息,科學家們得知了許多關于柯伊伯帶的全新消息,這些消息幾乎打破了科研人員原本對于宇宙的認知。
首先我們知道,太陽系當中之所以包含八大行星以及無數的小型天體,這些天體還不斷地在太陽系的系統當中運轉,是因為太陽系的核心——太陽。
太陽是太陽系的核心
太陽作為一顆表面正在持之以恒地發生核聚變的恒星,具有着強烈的引力。
在巨大的引力吸引之下,圍繞太陽的行星才能按照既定的軌道旋轉,而且對于我們人類而言,太陽表面的核反應也給我們提供了賴以生存的陽光和熱量。
所以說在太陽系當中,實際上隻有太陽自身是可以發光的,雖然我們可以看到月球發光,但實際上月球的光并不是自身發出的,而是反射了太陽的光線。
太陽模拟圖
所以在我們的科學家認知當中,理應是越趨近太陽系邊緣的行星受到的太陽引力越小,并且天體月原理太陽所受到的太陽輻射也就越小。
長久以來我們的科學家都是這樣認為的,但是随着探測器實地到訪冥王星附近之後,我們才發現原來這裡的景象和我們想象的有着非常大的區别。冥王星的外圍有着一個柯伊伯帶,柯伊伯帶當中也存在很多的天體。
冥王星的外圍有一個柯伊伯帶
柯伊伯帶的發現與探測最早關于柯伊伯帶的模型結構是由一位荷蘭裔美國天文學家提出的,他認為在太陽系的邊緣應當存在着這樣一個帶狀區域,但是在當時要想實地探測那麼遙遠的地方難度非常大,所以科學家們隻能通過肉眼觀測以及精密的計算來确定自己的想法是否正确,直到“新地平線”号的發射。
在2014年科學家們決定改變“新地平線”号的軌迹,讓“新地平線”号去探測這個未知的小行星帶。據科研人員介紹,柯伊伯帶實際上是太陽系内結構最為龐大的小行星系統。柯伊伯帶的内部大約有将近五十萬顆小行星,科學家估計柯伊伯帶已經在宇宙當中存在四十億年了。
柯伊伯帶示意圖
在2015年7月的時候,“新地平線”号探測器飛越了冥王星,并傳回了大量關于冥王星和卡戎星的圖像以及數據,至此“新地平線”号踏上了探索柯伊伯帶之旅。從2016年開始,“新地平線”号便穿行在柯伊伯帶當中,探測着柯伊伯帶當中距離較近的天體,在2017年2月的時候,“新地平線”号探測器花費了六天的時間探測了位于柯伊伯帶的六顆天體,并記錄下了珍貴的圖像和數據。
“新地平線”号的發射,不僅填補了人們從未探測過冥王星的空白,還跨進了人類從前沒有探測過的區域——柯伊伯帶,從傳回的數據我們可以看出柯伊伯帶的實際情況和我們構想的太陽系邊緣的情形不大相同,令人“難以想象”。
新地平線号的旅程示意圖
在科學家的設想當中因為遠離太陽,所以柯伊伯帶應該是漆黑一片的,然而從“新地平線”号回傳的照片當中,我們卻發現事實上并不是這樣子的。科學家們給“新地平線”号發送了指令,使“新地平線”号朝着“旅行者一号”的方向拍攝了一張照片,從照片上看來,宇宙當中并不是漆黑一片的,照片當中存在很多在發光的光點。
并且在繼續向着柯伊伯帶深處金發的過程當中,科學家們發現了一顆結構和我們所熟知的行星完全不同的天體。
在太陽系内幾乎所有的天體都是球形的,我們也就認為一般宇宙當中的天體都是橢球狀的,但是在探測器進入柯伊伯帶之後,卻發現并非這樣的。
宇宙中的天體不盡然都是橢球狀
在2019年1月,“新地平線”号在柯伊伯帶内發現了一個天體,它的形狀非常奇特,像是兩個不同大小的球拼接而成的一樣。這個天體也被人們命名為“天涯海角”,較大的一個球被稱為“天涯”,小一點的部分被稱為“海角”。
“天涯海角”的發現也極大地刷新了科研人員對于天體的認知。這顆天體距離地球大約66億千米,并且整顆天體在我們看來是偏深紅色的。這是由于天體當中含碳的分子較多,所以在紫外線的照射下,所以整體的顔色就偏向于紅色。
也因為含碳的分子較多,所以“天涯海角”上也極有可能可以滿足孕育生命的條件。除此之外根據“新地平線”号傳遞的數據,我們也得知了天涯海角的表面也存在過水冰和甲醇。
星體“天涯海角”模拟圖
結語我們之所以要花費大量的人力财力探究柯伊伯帶,是因為從目前得知的一些訊息當中,我們發現了在柯伊伯帶裡的天體上極有可能含有對人類發展有益的能源物質,如果說可以通過研究柯伊伯帶來獲得可以利于我們人類發展的物質,實際上對于現階段人類的發展具有很大的促進作用。
在探測柯伊伯帶的過程當中,我們也不斷得知了許多對于我們來說匪夷所思但真實存在的事物,相信要不了多久,我們也可以做到順利地利用小行星上的資源來提升人類發展的速度。
柯伊伯帶示意圖
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