为什么有人说人类永远走不出银河系?

随着科技的发展,我们人类也实现了“飞天的梦想”,对宇宙的了解程度也越来越深。

到目前为止,除了成功登上月球,距离我们最远的航天器旅行者1号也已经飞行到了距离地球200多亿千米之外的位置,未来人类在宇宙中探索还会继续前进,那么人类有可能走出银河系吗?

对太阳系的认识历程

先来说一下太阳系,在天文望远镜还没有发明之前,我们对太阳系边界的认知只能到土星,所以那个时候大家认为土星轨道就是太阳系的边界。

后来在1781年威廉谢赫尔发现了天王星,太阳系的边界就自然的拓展到了天王星轨道;到了1846年海王星又被发现了,而太阳系的边界就又拓展到了海王星轨道。

1930年克莱德汤泊发现冥王星以后,太阳系的边界再次向外拓展,拓展到了冥王星轨道;后来上个世纪末随着人们对柯伊伯星带的研究不断深入,太阳系的边界又被拓展到了柯伊伯星带的边缘……

根据目前的观测数据,科学家们普遍都认为太阳系的范围是以奥尔特星云为边界的。奥尔特星云是一片包裹着整个太阳系的球体星云,主要由冰质天体组成,其半径约为1光年。

旅行者一号

旅行者1号是截止到目前为止,人类发射最为成功的一艘探测器,在1977年9月5日发射升空,时至今日它在太空的总飞行距离超过了200亿公里,突破了太阳的日光层,厚度约为0.5天文单位。

但日光层只是位于柯伊伯带之中的一部分,柯伊伯带的直径为500个天文单位,即750亿公里,而且在柯伊伯带的外面还有一个奥尔特云,距离太阳大约50000~100000个天文单位,被认为是太阳引力和附近恒星引力的交界点,直径大概在2光年的范围。

换句话来说,人类要想飞出太阳系,只有离开奥尔特星云才算得上是彻底离开了太阳系。目前飞的最远的探测器是旅行者一号,当前速度为17km/s,但还需要2万年的时间才能飞出奥尔特云。

所以仅仅是飞出太阳系,对于目前的我们来说,毫无疑问是不可能的事。即便人类的探测器可以达到第三宇宙速度(从地球表面发射的航天器摆脱太阳引力作用所需的最小初速度,大小约为16.7千米/秒),要想逃离太阳系所需时间也是漫长的。

银河系

与太阳系相比较而言,银河系简直是太大了!目前认为银河系的直径在10到16万光年左右,而光年是衡量宇宙空间的一种距离单位,是指光(光的速度为30万千米每秒)在真空中一年所走过的距离。

银河系最少由2000亿颗恒星组成,具有巨大的盘面结构,有一个银心和四条旋臂,由恒星、灰尘和气体构成,盘旋在银河系中心,旋臂之间相距4500光年,而太阳系就位于银河系的一个猎户臂上,距离银河系中心大约2.6万光年,我们的地球又只是太阳系的一颗行星。

由此可以发现,我们人类要想在飞出太阳系都是十分困难的,更何况是银河系呢!

那么人类为什么不可能走出银河系呢?

首先是宇宙飞船的燃料问题,人类目前只能依靠化学燃料作为宇宙飞船的动力来源。但化学燃料的效率非常低,一枚火箭的90%质量都被化学燃料所占用。

最后飞行器的速度还不高,而且要想走出银河系就需要很多燃料去支撑宇宙飞船的系统,唯一的方法就是用可控核聚变技术来解决能源问题,但显然这种技术在短时间内并不能实现。

根据主流理论,宇宙大爆炸之后,宇宙是在不断膨胀的,而在宇宙膨胀的过程中,银河系也在不断地扩大。

宇宙飞船的速度问题,目前人造物体的最高速度为帕克号太阳探测器的220km/s,但这个速度是靠金星引力弹弓换来的,并非发动机加速,连光速的千分之一都达不到,一光年的距离,我们的飞船都要飞几万年。

总而言之,宇宙实在是太大了,距离都是以光年为基本单位,所以说光速与宇宙相比简直是太普通了,以光速飞行我们都需要几万年的时间才能飞出银河系,但还有重要的问题,人类的寿命是有限的。

退一万步讲,就算离开银河系,由于光速的限制,通讯的时间又会翻倍,人类寿命太短了根本是不可能完成的事情,这样看来人类有可能会被限制在银河系内。