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          人類是宇宙中最孤獨的塵埃嗎?這些空間探索中的浪漫之旅會告訴你答案

          科普中國
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          公眾科普,科學傳播。
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          不管你信不信,我肯定相信,在遙遠的宇宙深處一定也生活著像我們一樣的人類,當我們用望遠鏡指向天空的一個角落,也許外星人就在那兒同樣在尋找著我們。

          一、他們都在哪兒呢?

          20世紀50年代,物理學家、諾貝爾物理學獎得主恩利克·費米曾經提出一個假設:古老而巨大的宇宙中,哪怕只有極小的一部分行星發展出智慧生命,那么宇宙中的文明應該不計其數。那么,為什么我們沒有觀測到其他文明?他們都在哪兒呢?這就是著名的費米悖論,也叫“費米佯謬”。

          隨著對宇宙探索的愈發深入,科學家也開始著眼于太陽系外的研究與信號捕獲。1972年與1973年,美國先后發射了“先驅者10號”(Pioneer 10)及“先驅者11號”(Pioneer 11)兩個行星探測器。它們都搭載了一塊鍍金的鋁板,鋁板上印有時間和距離計量單位、太陽系在宇宙中的位置以及男人和女人的外形、尺寸等信息。這可以算得上是最具代表性的“地球名片”,也是人類首次在探測器上安放為外星人準備的人類信息銘牌。

          它隨著先驅者10號、11號一起飛向宇宙深處,期盼將來有一天能有外星人發現它,并以此了解人類智慧。

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          圖片來源:NASA

          盡管這個概率非常小,不過人類好像特別喜歡這種浪漫的感覺,就像是往海邊放一個漂流瓶,任它在海上漂流,直到“有緣人”將其拾取。

          二、“行星地球的孩子(向你們)問好?!?/strong>

          時間來到1977年。176年才一遇的行星“幾何排列”現象讓人類對“漂流瓶”產生了新的想法[1],也由此開始了極具浪漫意義的一次探測任務。NASA設計了兩個一模一樣的航天器——“旅行者1號”和“旅行者2號”,并為此準備了一張鍍金銅質磁盤唱片,內藏金剛石留聲機針,這意味著即使是十億年之后,這張唱片的音質會依然如初。唱片上錄有這樣一些信息:12分鐘的語音集成,包括親吻、嬰兒啼哭等;還包括各國的問候語,也包括時任聯合國秘書長庫爾特·瓦爾德海姆和時任美國總統卡特的問候;116張照片,內容包括人類的科學、文明和我們自身,最有趣的是來自當時尚沉浸在愛情甜蜜中的團隊成員安·德魯彥的腦電波——可以說,這段腦電波記錄了愛情帶給普世人類的最原始的浪漫心動。唱片還記錄有長達90分鐘的音樂,包括日本大戲的片斷,秘魯的婚禮歌,巴赫、貝多芬、莫扎特等著名音樂家的經典曲目等。值得一提的是,其中有一首中國的古琴曲《流水》。這首空靈的中國樂曲,仿佛描繪一個孤獨的旅行者,在茫茫星海中航行,期待有智慧生物能發現它,解開它身上的秘密。如此正好對應了“高山流水覓知音”的場景。

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          “旅行者1號”搭載火箭升空。圖片來源:NASA

          “旅行者2號”探測器的旅程起源于1977年8月20日,16天后,“旅行者”1號也發射升空。1979年3月,近距離拜訪木星;1980年11月,近距離探訪土星……它們在飛行中取得了一個又一個奇跡般的成功。超越于最初項目的計劃之外,參加這個任務團隊的工程師和科學家們都在盡最大努力希望讓它飛得更遠。在1980年11月20日完成其土星飛越任務后,“旅行者1號”開始了一項拓展任務:探索日球層頂的區域和邊界。

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          旅行者2號拍攝的木星大紅斑。

          圖片來源:NASA/JPL

          在另一條軌跡上,“旅行者2號”的任務是繼續拜訪天王星和海王星及其它們的一些衛星。這是人類歷史上唯一的近距離觀測天王星和海王星的機會。

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          旅行者2號拍攝的海王星照片

          圖片來源:NASA/JPL

          1990年,科學家又給“旅行者1號”安排了一個非常浪漫的任務:給太陽系的幾大行星拍合影。這個任務總讓我想起唐詩中的“長安回望繡成堆,一片孤城萬仞山,羌笛何須怨楊柳,春風不度玉門關”?;蛘?,如果把“旅行者”號比喻成一個旅人,在經歷了十三年的漫長跋涉,面前出現一片完全從未探索過的宇宙空間,這時候她的心情應該是“勸君更進一杯酒,西出陽關無故人”吧!

          1990年2月14日,距離地球約60億千米的“旅行者1號”對準太陽方向,拍攝了60張圖,捕捉到了太空時代最具標志性的照片之一。

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          從左到右依次是:木星、地球、金星、土星、天王星與海王星。

          圖片來源:NASA/JPL

          照片中的地球,只是一個陽光下很不起眼的的小星斑,懸浮在無垠的黑暗中,這就是那張后來被命名為“暗淡藍點”的著名照片,也成就了電影《流浪地球2》中的經典場景之一。

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          暗淡藍點[2]。

          圖片來源:NASA

          三、即使終將要告別

          要說“旅行者”號最偉大的成就,當然數2012年飛出太陽風,或者叫日球層。在高達幾十萬甚至百萬攝氏度的溫度下,太陽外層大氣比它幾千攝氏度的“表面”溫度要熱得多,像個油炸冰淇淋,又像水蒸氣從一鍋開水中冒出來一樣。太陽會不斷向外“吹”出帶電粒子,形成太陽風,太陽風延伸到的范圍就是日球層,如同一個巨大的氣泡包裹著太陽和八顆行星。日球層以內的空間中,大部分物質來源于太陽, 而在日球層之外的行星際空間則充滿著銀河系的背景物質。太陽系并不是靜止不動的,它圍繞著銀河系中心運動,每秒鐘飛行超過220公里。沿著太陽運動的方向,“旅行者”1號和2號都先后穿過了激波和太陽風的邊界,進入了恒星際空間[3]。這是人類歷史上第一次正常工作的飛船抵達恒星際空間,也是首次對這個區域的物質和場進行就位探測。

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          旅行者1號和旅行者2號空間位置示意圖。

          圖片來源:NASA/JPL-Caltech2012年8

          月和2013年4月,“旅行者1號”記錄下2次太陽風粒子與星際介質粒子的劇烈相遇。在經過反復模型推演后,NASA于2013年9月12日宣布,“旅行者1號”已經穿越了日球層頂。6年之后,“旅行者2號”成為歷史上第二艘跨越了這一邊界層的探測器??茖W家們驚訝地發現,恒星際空間的物質密度居然比太陽風里高。到目前為止,這還是一個未解之謎。

          在我的心中,總是希望它們能一直工作下去,但隨著“旅行者”越來越“老”,科學家已陸續關閉一些儀器以節約電力。不過最近傳來消息,“旅行者1號”不能正常通信,而是開始發送一些沒有邏輯的亂碼,像一個垂危的老人,開始說“胡話”了,而“旅行者2號”最近的一次指令反饋,也是在3年前。在四十多年的太空漫游中,兩個探測器都曾遭遇過意想不到的通信故障,也實現了遠超出原定目的地的征程,盡管技術團隊努力開展修復,希望能再次創造奇跡,但可以預知的是,終有一天,他們會歸于靜默,真的成為一個太空漂流瓶,等待著外星生命去發現它。

          這兩張鍍金唱片未來是否真會成為星際交流的橋梁?目前仍是未解之謎。即使我們渺小如“一粒懸浮在陽光中的微塵”,但浩瀚宇宙中,這份“地球名片”承載的是人類對宇宙未知的好奇心和永恒的期待。

          注:

          [1] 20世紀60年代,科學家觀測到:木星、土星、天王星和海王星將在20世紀70年代末80年代初與地球一起形成一條長弧線,航天器只需要少量燃料以作航道修正,其余時間可以借助各個行星的引力加速,以一艘航天器就能造訪這四顆氣體巨行星。這種行星幾何排列現象每176年才發生一次。

          [2] 電影中實際選用的是NASA2022年發布的“重洗”版照片,調整了平衡亮度級別和顏色以增強包含地球的區域。

          [3] 關于太陽系邊界有多種定義方式,因此“旅行者”號的行為可以嚴謹地描述為進入星際空間,而不是飛出太陽系。

          作者:劉勇 中國航天科普大使,中國空間科學學會科普工作委員會主任

          審核:周煦之 北京大學地球與空間科學學院研究員

          出品:科普中國

          監制:中國科學技術出版社有限公司、中科數創(北京)數字傳媒有限公司

          評論
          坦 蕩 蕩
          學士級
          浩瀚的宇宙充滿了未知,等待著人類去探索,未來一切皆有可能,
          2024-01-11
          科普老兵聞向東
          太師級
          即使我們渺小如“一粒懸浮在陽光中的微塵”,但浩瀚宇宙中,這份“地球名片”承載的是人類對宇宙未知的好奇心和永恒的期待。
          2024-01-11
          尖刀情懷永遠跟黨走
          太師級
          從先驅者10號傳回的信息看,在太陽系內,人類是孤獨者,沒有聯系到星際文明。隨著科技發展,今后能否找到,目前還是個未知數!
          2024-01-11
          韩国女主播裸奶头大尺度,久久久精彩视频,欧美99综合网,国产一级二级三级视频
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