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飞了185亿公里,旅行者号发现真空物质越来越多,发生了什么?

日期: 2023-02-17
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来源:《凤凰新闻网》 2022-05-19

2019年时,根据美国相关媒体的报道,于1977年发射的旅行者号寿命进入了倒计时阶段,而它将在这段时间内向人类提供更多有关星际空间的信息。

飞了185亿公里,旅行者号发现真空物质越来越多,发生了什么?

旅行者号探测器

那么你知道,在长途旅行当中,它发现了什么吗?根据传回来的数据信息显示,旅行者号监测到了更多的真空物质

而今天咱们就来说说真空物质的有关问题,既然都已经属于真空了还会有物质存在吗?真空物质对人类飞行器有什么影响?宇宙真的源于“真空涨落”吗?

飞了185亿公里,旅行者号发现真空物质越来越多,发生了什么?

旅行者号监测到的真空物质

不止如此,按理来说,宇宙当中的物质分布应该是均匀的,可是当旅行者号飞了185亿公里之后,却发现真空物质越来越多,这究竟是怎么了

旅行者“兄弟”

旅行者号作为率先冲出“太阳风”影响范围的探测器,看到了神秘而又广袤的星际空间,身上肩负着人类探索星际空间的希望。所以,虽然它诞生在上个世纪,且已经运行了40多年,但是科学家依旧在费尽心思地“维修”它,与它保持联络,希望能够获得更多宝贵的数据。

旅行者号其实是一对“双胞胎”探测器,共有两个,分别是旅行者一号旅行者二号

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旅行者一号探测器

旅行者一号的主要探测目标是土星、木星和相关卫星,而旅行者号二号的主要目标是木星、土星、天王星和海王星

这两个探测器本来在完成这些任务的时候就可以“退役”了,可由于利用了木星、土星、天王星等的相对位置,依靠“借力飞行”减少了能源使用,所以科学家就让还能继续飞的它们沿着不同的方向飞向了“太阳系”之外。

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旅行者1号和2号的轨迹

而在二者都脱离了太阳风的影响之后,它们身上的相关设备也检测到了不同寻常的东西。

据悉,随着越加深入星际空间,旅行者号发现的真空物质也越来越多,所以,这里究竟是怎么了

宇宙真空不是“空”

首先咱们需要明确一点,就是“真空”的定义。在我们的常规认知当中,真空就是没有物质存在的状况,那既然这样,为什么还会说“真空物质”越来越多呢

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真空物质成为太空垃圾

实际上,咱们经常说的真空指的是“已知物质的真空”。所以真空其实并不是“空”的,其中其实充满了人类探索之外的各种物质和能量。

专家表示真空有物理特性,例如真空有不为零的介电常数和磁导率,可以传递引力、电磁力、强作用力(核力)和弱作用力等,具有形成物质传媒介质的功能。

可见,宇宙的真空环境并不像咱们传统认知的那样,其实是充满物质的。而旅行者号在飞出太阳风影响范围之后,探测到了更加密集的真空物质,这就代表着星际空间的环境可能与地球上空附近的环境有着巨大的“差异”。

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旅行者号飞出太阳风影响范围

真空物质变多的原因

至于为什么会有这种差异出现,目前科学家也无法给出肯定的结论,只能给出相关的猜测。

第一种猜测认为,真空物质越来越密集,应该是受到了“磁场”的影响,因为磁场会将附近的物质吸引来让其扎堆儿。

第二种猜测则认为是“星际风”的吹拂效果。其实当旅行者号在彻底脱离太阳风控制之前,曾穿越过一道“火墙”,这道火墙正位于日冕层顶部。其实它就像是鸡蛋壳一样,是太阳风和星际风互相抗衡的“地界”。

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宇宙磁场的能量

因此,旅行者号正式迈入星际空间之后,它监测到的物质就都源于星际风了,星际风带来的物质密集度可能比太阳风还要多,在这种情况下发现真空物质增多就很正常了。

科学家认为想要揭开真空物质的富集问题的答案,还需要获得更多的探测数据,这只能寄希望于旅行者号在寿命将尽之前,能把更多数据传送回来了。那么,为什么人们会关注真空物质的变化?真空物质多了不好吗?

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还在旅行中的探测器

真空物质变多对人类产生的影响

实际上,人们之所以对真空物质显得格外关注,是因为它的密集程度与航天飞行有着密切的关系。

根据目前的发展来看,未来的探测器、飞船都要在真空环境中运行,而大家现在知道了真空并不是真正意义上的“空”,所以真空物质越多代表着它们与人类探测器或者飞船之间的摩擦就会更多

在这种情况下,探测器或者飞船的工作性能以及寿命都会受到影响。因此,真空物质越来越多的情况,其实对一直想要飞出太阳系的人类来说是非常不利的。

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“真空物质”的积累会对人类深空探测产生影响

再者,其实在旅行者号发现真空物质富集之前,科学家就在探索有关真空的问题了。

毕竟当我们的火箭发射以及飞行器回归的过程中,从真空到大气层,总是会因为环境的改变导致其外壳变热,甚至出现黑障现象。

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飞行器回归过程

想要解决这些问题,就必须探索出行星表面、星际空间的物质密度分布以及演变的规律,就这样,有关真空测量的研究便应运而生了。

当然,对于真空的研究,不仅有以上这些。曾有科学家认为,宇宙可能就来自“真空”的涨落,这又是怎么回事呢

宇宙源于“真空涨落”

通过上文的叙述大家理解了宇宙真空的真正含义,而当我们深入探究真空之后,就会发现真空其实是物质的“基本形态”。

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宇宙源于真空涨落

换句话说,虽然真空当中实粒子已经消失了,但是它产生的量子场却依旧存在。量子场本身就是一种物质,不过此时的它处于“基态”当中,能量非常低。

1929年狄拉克提出真空不是经典物理学中一无所有的虚空, 而是一个具有最低可能能量的空间区域 。根据量子场论的观点, 真空实际上就是没有实粒子存在时的零场。

有关真空是物质基本形态的理论诞生之后,科学家开始疑惑,宇宙的真正起源会不会是“真空量子涨落”的结果。并且在上世纪时,《自然期刊》之上就刊登了相关的文章。

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真空量子涨落模型

其作者克莱恩在论文中指出, 我们的浩瀚宇宙起源于看似一无所有的真空的量子涨落。 “无中生有” 意味着宇宙来自“零”能量的虚空,这样才不会破坏能量守恒定律。

值得一提的是,虽然克莱恩提出了这种创新的观点。但是如果让他从微观角度解释真空是如何通过“涨落”演变成如今这个宇宙的,他却无法给出答案。

因此当时学界对于这一理论嗤之以鼻,直到1997年时古斯才在《暴胀的宇宙:探索宇宙起源的新理论》的书中对其表示肯定,给了人们一种探索宇宙起源的全新视角。

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浩瀚的宇宙

假如根据这一理论来看,旅行者号发现的真空物质变多的情况,或许可以成为一个重要的研究数据。

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