旅行者一号真能飞到银河系?算完这笔账,我愣住了
前几天晚上在阳台晾衣服,抬头看见几颗特别亮的星星,突然想起旅行者一号,小时候在科普书上读到它的时候,总觉得它已经在宇宙里跑了好远好远,说不定哪天就飞出太阳系,直奔银河系深处去了,后来认真查了资料、自己算了算,才发现事情根本不是这么回事。
旅行者一号现在到底在哪儿
1977年发射的旅行者一号,到现在已经飞了超过46年,它目前距离地球大约240亿公里,这个距离在人类看来简直难以想象,但放在宇宙尺度上就有点尴尬——它才刚刚穿过日球层顶,算是正式进入了星际空间,日球层顶是什么概念呢?通俗说就是太阳风能吹到的最远边界,跨过去之后,周围的粒子环境不再是太阳系的了,而是银河系的星际介质。
不过有一点特别反直觉,我也是后来才搞明白:飞出日球层不等于飞出了太阳系,太阳的引力范围要大得多,旅行者一号想真正摆脱太阳引力,还得再飞几万年才能穿过奥尔特云,对,奥尔特云,那个包裹在太阳系最外层、由无数冰质小天体组成的巨大球壳,半径大概一光年,一光年啊,旅行者一号现在连它的边都没摸到。
先算速度,再谈理想
旅行者一号现在飞多快?大概每秒17公里,也就是每小时6.1万公里,听着挺猛的,但银河系有多大?我们来看一组对比,这样就直观了。
| 对比对象 | 距离 | 以旅行者一号速度需要多久 |
| 从地球飞到太阳 | 约1.5亿公里 | 约三个半月 |
| 从太阳到奥尔特云外缘 | 约1光年 | 约1.7万年 |
| 从太阳到比邻星 | 约4.24光年 | 约7.4万年 |
| 横穿银河系 | 约10万光年 | 约17.6亿年 |
| 从当前位置到仙女座星系 | 约250万光年 | 约4400亿年 |
看到没有,光是飞到隔壁的比邻星就要将近七万多年,人类有文字记载的历史才五千多年,这个时间跨度已经远远超出我们能把握的范围了,所以严格来说,旅行者一号终有一天会漂流到银河系其他地方吗?从概率上,是的,它受银河系引力的束缚,会绕着银心转,几十亿年后有可能出现在银河系的任何一个角落,但那已经是”层面的问题了,早就不在我们能见证的时间尺度里。
飞出银河系?那更是另一回事了
如果说旅行者一号横穿银河系还有那么一丝理论上的可能,那它想飞出去就是彻底不可能了,银河系的逃逸速度在太阳系所在的位置大约是每秒550公里,旅行者一号现在每秒17公里的速度,差了整整一个数量级还多,它永远挣脱不了银河系的引力,只会在银河系里一直转下去。
我有时候会想到一个画面:几十亿年后,太阳膨胀成红巨星把地球吞掉了,人类文明不管是以什么形式延续,大概早就忘了还有这么一个小探测器,但旅行者一号大概率还在绕着银心飞,身上那张镀金唱片还刻着地球的位置和人类的样子,它成了银河系里一个沉默的漂流瓶,只不过大概率永远不会被谁捞起来。
已知的已知和已知的未知
我这里用的数据都来自NASA公开的资料,比如旅行者号任务的状态更新、太阳系结构的标准模型,以及银河系质量分布和逃逸速度的天体力学计算,这些数字本身没什么争议,但有意思的是每次查都让人觉得有点恍惚——一方面是数据的精确冷静,另一方面是那个时间尺度带来的虚无感。
旅行者一号确实是在朝着银河系深处移动没错,每一秒都在靠近,但这个”靠近”的意义,只在以亿年为单位的尺度上才成立,以人类的寿命来衡量,它几乎是悬停在宇宙深处,静止的。
说到这儿想起一个细节,旅行者一号在1990年情人节那天转过身,拍下了那张著名的”暗淡蓝点”照片,地球在画面里只是个0.12像素的淡蓝色斑点,卡尔·萨根那句”我们就在这里,这就是我们的家园”就是从这张照片来的,现在它飞了三十多年,回头看地球,那个蓝点早就暗到看不见了,它还在继续往前飞,而我们还在那颗蓝点上过着吵吵闹闹的日子,也挺好的。