太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

目前,無論是人類,還是無人探測器,都還未曾離飛出過太陽系(但有五艘無人太空飛船正在離開太陽系),更未曾飛出過銀河系。因此,我們還沒有得到過真實的銀河系全貌照片。

不過,人類對銀河系結構的瞭解已經是八九不離十瞭。依巴谷衛星、蓋亞衛星相繼觀測瞭銀河系中數以億計的恒星,測量出瞭它們的方位、距離以及運動。通過這些數據,天文學傢可以較為精確地繪制出銀河系的結構。

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

結果表明,我們的銀河系是一個擁有四條主旋臂的棒旋星系,結構呈現為圓盤形。銀河系盤面直徑估計為10萬至20萬光年,銀河系中心是一個半徑為6500光年的球狀結構(核球),銀盤的平均厚度為2000光年。銀河系中的恒星都集中在盤面上,它們都在環繞銀心運動。

既然銀河系是圓盤狀結構,我們從垂直於銀道面的方向是不是更容易飛出銀河系呢?

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

關於這個問題,先來簡單瞭解一下太陽系在銀河系中的所處位置,以及黃道面和銀道面的角度關系。

太陽系與銀心的距離為2.6萬光年,位於銀道面以北75至100光年,並且太陽系還以大約7公裡/秒的速度向北遠離銀道面。

由此可見,從垂直於銀道面並且朝北的方向飛出銀河系,所需的飛行距離最短,大約1900光年,而且還能利用太陽系本身相對於銀道面運動的速度。

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

不過,這樣的飛行方式並不能充分利用地球繞太陽旋轉的軌道速度(30公裡/秒),以及太陽系繞銀心旋轉的軌道速度(230公裡/秒),原因是黃道面和銀道面不重合。黃道面是地球繞太陽公轉的軌道平面,這個平面與銀道面並不共面,而是存在60.2度的夾角。

當然,太空飛船可以像旅行者1號,借助太陽系中的木星、土星等巨行星的引力進行加速和改變方向。旅行者1號以35度角從黃道面往北方向飛,與銀道面的夾角約為25度,飛行方向為蛇夫座。通過行星的引力作用,可以讓太空飛船沿著垂直於銀道面的方向飛行。

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

​不過,以目前人類的宇航科技,飛出銀河系是不現實的。據估計,從太陽系所在的位置逃離銀河系所需的速度,也就是第四宇宙速度,約為550公裡/秒。即便宇宙飛船能夠達到第四宇宙速度,並且以沿著最短路徑飛行1900光年,那麼,飛出銀河系所需的時間將會達到104萬年,這根本就是天方夜譚。

那麼,如何才能有效飛離銀河系呢?

如果人類想在有限的時間內飛出銀河系,隻能通過相對論效應。

太陽系位於銀河系的哪裡?從哪個方向更容易飛出銀河系?

第一種方法,讓宇宙飛船加速度加速到亞光速,由於時間膨脹效應,這會讓宇宙飛船所需的飛行時間大幅度縮短。舉個例子,如果宇宙飛船的速度可以加速至光速的99.999986%,對於飛船上的宇航員來說,隻要1年的時間就能飛離銀河系。與此同時,地球上已經過去瞭1900年的時間。

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第二種方法,用負物質制造出能夠用於星系際穿越的蟲洞,這可以讓宇宙飛船在短時間內前往銀河系外的任何地方。

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