既然太阳系是扁平的,为啥探测器不垂直飞,这样不是更快吗?
从科普角度来看,太阳系就像个大煎饼,行星、卫星、小行星都绕着太阳在黄道面上转,看上去似乎只要垂直于黄道面飞行,就能快速离开太阳系,但事实却并非如此,因为黄道面并不是太阳系的边界。
假设飞船从地球“垂直”起飞冲出黄道面,但是太阳系的边界,直径2光年的奥尔特云是个包裹黄道面的球体,上下和左右距离都差不多,就算飞出厚达1亿公里的黄道面,离太阳系边界的奥尔特云也还差几万亿公里,所谓的垂直飞行只是心里安慰,实际距离一点没缩短。
最重要的是,垂直于黄道面的飞行会受到更大的引力,因为太阳占到了太阳系总质量的99.86%。它的引力会像根绳子一样把飞船往回拽,地球公转速度30公里每秒,是摆脱太阳引力的逃逸速度的基础。
垂直飞出地球后,引力大小随距离平方减弱,飞到1亿公里引力只减到原来的1/4,逃逸速度仍需20多公里每秒,旅行者一号靠着每秒17千米的速度,用了47年才飞出黄道面,这还是靠着木星和土星的引力弹射,如果是纯靠着火箭本身的动力向上飞的话,很快就会因为耗尽燃料而被太阳引力拽回来。
毕竟巨行星们都分布在黄道面上,垂直飞行连引力弹弓都利用不上了,科学家计算垂直飞行的燃料,要比正常飞行多2倍左右,不仅不省距离,而且也不省时间,完全就是毫无意义的行为。
以现在的技术水平来说,引力弹弓技术就是最强的助推,化学动力火箭只能把探测器送到行星附近,却无法对它进一步加速,除非未来人类文明的技术发展到可控核聚变飞船,或者是反物质飞船,并且目标是垂直于太阳系的系外行星时,从黄道面出发向上或者向下飞才会成为现实,毕竟宇宙本质上还是一个三维空间。
以银河系为例子,上千亿颗恒星分布在3000光年到1.2万光年厚度的银盘里,而银河系的直径是10万光年,假设一个超级文明像飞出银河系前往仙女座的话,它需要面临的其实不是向上或者向下飞,而是和仙女座之间254万光年的虚空。
和这254万光年相比,向上或者向下省下来的几万光年意义就不怎么大了,并且垂直飞行遇到的银心黑洞喷流也会更多,太阳系也会出现这种情况,只不过是太阳辐射和太阳风,所以说对于一个掌握了光速飞行甚至是超光速的外星文明来说,距离并不是问题,宇宙中也不存在什么必须要省时间的情况。
因为在近光速或者超光速情况下,时间的流逝速度已经和外界不一样了,膨胀的时间会让外界以千万年为变化,而飞船里的人到达目的地后,也将面临一个千万年后的世界。
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