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人類連太陽系都飛不出去,科學家是如何知道銀河系全貌的?靠猜嗎

2024-08-13科學

這張銀河系的全貌圖想必很多人都不陌生,但是很奇怪,都說眼見為實,目前人類制造的飛行器最遠也沒有飛出太陽系的範圍,而銀河系的銀盤直徑絕對在10萬光年以上,科學家是如何繪制出銀河系的呢?靠猜、靠想象嗎?還真是這樣。

比如說,科學家透過觀測其他星系,就能得出星系基本分五種,橢圓、旋渦、棒旋、透鏡狀和不規則星系;科學家觀測分析行星光譜,足不出戶,就能知道其他星球的大氣構成,因為如果光譜缺了某個頻率,很大程度上就是由於大氣中某種特定物質能夠吸收所致。

而銀河系的全貌,科學家透過觀測銀河系大量恒星,在測算它們和地球的距離以及位置,收集到這些數據,就能利用電腦模擬出銀河系的近似結構,以及人類在銀河系什麽位置。

就現在所得到的數據,我們可以知道銀河系屬於棒旋星系,有四條懸臂,太陽系處於其邊緣區域,在獵戶座懸臂內,離銀心2.6萬光年。這個推算的樣子還發生過大變,從前推算的是旋渦星系,近年來才改為這個圖中所示的棒旋星系的樣子,大小也更新為比原來大50%左右。

總而言之,想知道銀河系什麽樣子,真的不用非得跳出銀河系外去拍攝,最簡單的,你的眼睛處於你的身體中,那麽是不是你就不能看到自己的手了嗎?你在火車上不是也能拍到火車嗎?以地球為中心,測出到其它(多個)天體的距離、位置,得到的就是立體地圖。

而且現在觀測技術也在不斷提高,對於宇宙的探索,基本要用到射電望遠鏡,射電在宇宙中最廣泛,它可以顯示出天體的密度、磁場、溫度等,而且還可以傳播很遠的距離。其工作原理是天線感應電磁波,得到的訊號轉為電壓訊號。

不過由此也可以想象古代那些沒有望遠鏡的天文學家有多牛,比如開普勒依據第谷的行星運動觀測數據總結出了行星運動三定律,首次總結出行星運動的軌跡是橢圓,而不是哥白尼等一直認為的正圓,而這個橢圓軌域實際上十分接近正圓,而第谷生活在沒有望遠鏡的時代。

當然,這並不是說人類就不需要朝著飛出太陽系、銀河系而努力了,飛出銀河系重要的不是目的,而是過程,在「飛出」的過程中,可以探究銀河系的奧秘,一趟下來,科研價值極大。發射探測器就是人類依靠目前科技水平進行的主動探索。不過,宇宙尺度對於人類來說仍然是個難關,比如卡西尼號,光是去土衛二,就花了探測器將近十年時間。

因此,科學家在積極探索宇宙的同時,也在一直在尋找跳出光速陷阱或者突破光障的方法,對光速移動的個體來說,確實就是瞬移,因為鐘慢結合尺縮,根據相對論,光速時,你會體感時間靜止。

問題在於,有質素的物體想達到光速是不可能的,甚至接近光速都不可能。而光速的緩時效應要在極為接近光速時才比較明顯。消耗的能源對人類這種質素來說都是天文數碼,別說宇宙飛船了,所以實際還是做不到。只能說星空浩瀚,人類渺小如無物,吾輩任重道遠。