假如我能在宇宙中穿梭飞来飞去,当我离开太阳系后该怎么找到回家的方向?如果你离开太阳系后,需要找到回家的方向,可以通过以下方式:寻...
假如我能在宇宙中穿梭飞来飞去,当我离开太阳系后该怎么找到回家的方向?
如果你离开太阳系后,需要找到回家的方向,可以通过以下方式:
寻找可靠的定位系统:在太空中,常用的定位系统包括星座导航、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统。使用这些系统可以帮助你确定自己的位置和方向。
观察星系结构:观察宇宙中星系的排列和分布,可能会帮助你确定自己的位置和方向。例如,当你观察到类似于银河系的大型星系时,你可能会确定自己处于某个特定区域。
寻找独特的天体:寻找独特的天体,例如行星、恒星、黑洞或其他天体,可能会帮助你确定自己的位置和方向。例如,当你发现了一个非常明亮的恒星或者一颗罕见的行星时,你可以利用这些信息来定位自己。
利用太阳的方向:利用太阳的位置和方向,可以确定自己的位置和方向。例如,当你确定了太阳的位置,你可以知道自己是在太阳系内还是已经离开太阳系了。
总之,要找到回家的方向,需要依靠可靠的定位系统、观察星系结构、寻找独特的天体以及利用太阳的方向等多种方法。
迷失在太空:有个新方法可以帮你找到回家的路
在我们的太阳系内,星际飞船依靠地球上的系统进行导航。当我们向宇宙飞船发送无线电波并得到回复时,我们可以利用回复的时间延迟来计算距离。我们还可以监控太空中的航天器,通过结合所有的信息(在太空中的位置和与地球的距离),我们可以确定航天器在太阳系中的位置,并将这些信息提供给航天器本身。
我们也可以利用这些无线电波的多普勒频移来估计宇宙飞船远离地球的速度。通过使用散布在地球上的碟形天线,我们可以测量航天器信号到达一个碟形天线与另一个碟形天线的时间差。当我们把这些数据和位置信息结合起来时,我们就有了一个完整的六维空间锁:它的三维位置和三维速度。
这种方法依赖于地基雷达系统网络,所有这些都与航天器保持通信。这项技术适用于太阳系内的航天器,以及NASA的孪生“旅行者”号探测器。
但任何星际任务都需要一种新方法:它们必须自主导航。原则上,这些航天器可以使用机载系统,如时钟和陀螺仪,但星际任务至少要持续几十年,这些机载系统的微小误差和不确定性无疑会导致航天器偏离轨道。
还有一种选择是使用脉冲星。脉冲星是一种旋转的物体,似乎会定期闪烁或脉动。由于每颗脉冲星都有独特的自转周期,这些天体可以作为深空任务的可靠信标。但这只适用于太阳系附近一个相对较小的气泡,因为对自转周期的测量可能会受到星际尘埃的污染,一旦你弄不清脉冲星是哪个,你就迷失了方向。
因此,星际飞船需要一种简单可靠的方法来估算它们在星系中的位置。最近发表的一篇新论文提供了这样一个解决方案:星星本身。
这种技术基于一个非常古老的概念:视差。如果你把手指放在鼻子前面,交替闭上眼睛,你的手指就会出现摆动。当你从一只眼睛切换到另一只眼睛时,它的明显位置的变化来自于新的视角。如果你在看远处的物体时做同样的练习,那么这个物体的摆动就会少得多。
正是通过视差,科学家们第一次能够测量到恒星的距离,也正是通过视差,一艘在远离家园的地方游荡的宇宙飞船才能确定自己的方位。发射前,我们给飞船装上了一份银河系附近所有已知恒星的精确地图。然后,当飞船加速离开太阳系时,它会测量多对恒星之间的相对距离。随着它的移动,距离航天器更近的恒星似乎会明显移动,而距离更远的恒星则相对固定。
通过测量多对恒星,并将测量结果与原始的地球记录进行比较,该航天器可以计算出恒星有哪些,以及它与这些恒星的距离,从而为航天器提供在银河系中准确的3D位置。
想得到宇宙飞船的速度有点棘手,它依赖于一个奇特的狭义相对论。由于光速的有限性,如果你移动得足够快,物体可能会出现在不同的位置。具体地说,一个物体的位置将会在你运动的方向上被改变。这种效应被称为畸变,从地球上可以测量到:当我们的行星围绕太阳公转时,恒星似乎在太空中来回轻微摆动。
只要宇宙飞船的速度足够快(如果我们想让星际任务持续几十年,而不是几千年,它就必须如此),机载系统就能够测量这种畸变。通过记录哪些恒星偏离了它们的预期位置,以及偏离的程度,航天器可以计算出其3D速度。
通过视差测量,航天器可以恢复其在星系内完整的六维坐标,它知道自己在哪里,要去哪里。
这种技术有多精确?根据这篇论文,如果航天器能够测量20颗恒星的位置,误差不超过1角秒(1角秒是1角分的1/60,而1角分是1度的1/60),它可以确定自己在星系中的位置,精度可达3个天文单位(AU),速度可达1.2英里/秒(约2公里/秒)。一个天文单位等于地球和太阳之间的平均距离,大约9300万英里(约1.5亿公里),所以3个天文单位大约是2.79亿英里(4.5亿公里)。这听起来很多,但与恒星间数千个天文单位相比,这简直微不足道。
我们有超过20颗恒星的精确位置,所以我们可以给飞船装载上亿颗恒星的目录,以便在航行中使用。宇宙飞船可以测量的每一个物体都将有助于更加精确地确定其位置。现在我们需要的是一艘星际飞船。
银河系正带着地球走上一条不归路,但它永远都到不了目的地,它要去哪里?
银河系正带着地球走上一条不归路,但它永远都到不了目的地,它要去哪里?黑洞的增长速度比银河系还快,地球最终会被超大质量黑洞吞噬?
从广义的角度而言,星系就是那些由无数尘埃和恒星系所构成的运行系统。起源于希腊语中的“星系”这个词,也被称为宇宙岛。比如,我们地球所在的银河系,这就是一个包含了很多尘埃、气体、暗物质和恒星等物质的星系。它们依托于重力的束缚作用,聚集在了同一个星系背景之下。
在星系的组成部分中,往往都存在着星团、多星系统和不同的星云。而对于像银河系这样较大的星系而言,其中心通常都存在一个超大质量黑洞。这是一种质量介于100万到1000亿倍太阳质量的黑洞类型,而黑洞的增长速度,通常情况下又和星系的大小成正比。那么,随着银河系中心的黑洞变得越来越大,我们的地球是否难逃被超大质量黑洞吞噬的命运?
黑洞的增长速度-比黑洞所在的星系增长速度更快
首先,我们需要了解这样一个基本事实:当一个较大的星系中,存在一个超大质量黑洞的时候,该黑洞的增长速度会快于该星系本身的增长速度。而这一结论,是科学家们在对大力神A星系进行研究的时候所发现的。
在大力神A星系的中心,X射线观测到了巨大的紫色云,这是被黑洞能量加热到超高温度的一种现象。而该黑洞的大小,甚至达到了我们银河系黑洞大小的1000倍左右。与此同时,科学家们认为那些超大质量黑洞,本质上就好比是大型星系中心的一个巨大重力井。
而在此之前,我们通过周围环境特征所估算出的黑洞大小,往往会比其实际大小会更小一些。如果我们将黑洞的增长速度,与星系中恒星的诞生率进行对比。那么,当一个星系本身的大小越大,其中心的超大质量黑洞也会拥有更快的成长速度。
而当一个星系的增长速度和黑洞的生长速度持平的时候,该星系中心黑洞的真实质量,甚至可以达到预期质量的十倍左右。而科学家们之所以痴迷于探究黑洞和星系之间的关联,不仅仅是为了估算出超大质量黑洞的质量。同时也是为了通过两者之间的恒定关系,以更好的解释和了解星系的形成定律。
黑洞的增长规律-更大的星系可以更有效地填充黑洞
科学家收集了GOODS(大天文台起源深度调查)的30000多个星系的数据,然后结合了COSMOS(宇宙演化调查)的500000多个星系数据,以及斯皮策太空望远镜、钱德拉X射线天文台和哈勃太空望远镜的观测数据。
这些被列为研究对象的星系,与我们的地球保持着远近不一的距离,从较近的43亿光年,到较远的122亿光年。从研究结果来看,星系中恒星的增长率和黑洞的增长率,主要受限于该银河系本身的大小。简而言之,更大的星系能够对黑洞进行更有效地填充,使得黑洞的增长速度比星系本身更快。
这也是为什么在那些较大的星系中心,总会存在一个超大质量黑洞的根本原因之一。事实上,黑洞和星系之间的关系,也会因为它们的大小而具有不同的复杂程度。在科学家们对与地球距离几乎相等的数十个星系的观察中,还意外发现了这些在我们附近宇宙空间中存在的最亮的星系,其中心的黑洞竟然比科学家们之前预测的质量还要大10倍左右。
在以前的很长一段时间里,我们都不曾了解,原来这样的星团竟然也可以容纳那么大的黑洞。也就是说,黑洞的形成方式至少有两种情况,其一是银河系的增长带动了银河系的增长。其二是它们形成于星系年轻时、恒星的诞生过程中。但是,更重要的一点发现是,黑洞和星系的增长度速,并不是以相同的比率进行。也就是说,两者之间的增长速度往往都不是匹配的。
地球的位置-不会被银河系中心的黑洞人马座A*吞噬
地球和我们其他熟知的行星一样,都属于太阳系的八大行星之一,而我们所在的太阳系这个系统,又位于更大的银河系空间之内。在我们的银河系中心同样存在一个超大质量黑洞,它的名字被叫做人马座A*(Sagittarius A*,简写为Sgr A*)。它很可能是与我们人类距离最近的一个超大质量黑洞,这个位于银河系银心的致密而光亮的射电波源,大约需要11分钟左右的时间完成一圈的旋转活动。
众所周知,银河系就是我们的太阳所在的恒星系统,这个庞大的空间中聚集了数千亿颗恒星,星际气体和星际尘埃,以及黑洞等物质。仅仅是银河系中可见部分的总质量,便达到了我们的太阳的1.5万亿倍左右。而人马座A*的位置就是银心所在的方向,具有十分剧烈的星系核活动。
从探测数据来看,银心射电源的区域大小,并不会比木星围绕太阳运行的轨道更大。在太阳系的八大行星中,地球按照由近及远的顺序排列在第三位,与太阳保持着大约1.5亿公里的距离。曾经,不少人都以为地球是宇宙的中心,错误地以为宇宙中的所有星体都是在围绕地球旋转。
但我们现在已经认识到,地球和太阳其实都不过是银河系中很小的一部分。简单来说,地球既不是宇宙的中心,更不是银河系的中心。尽管,银河系中的超大质量黑洞人马座A*具有庞大的质量,但相对于银河系的整体大小而言,该黑洞暂时不可能造成什么威胁。与此同时,我们的地球处在银河系的“郊区”位置,而不是距离黑洞更近的银心。
事实上,地球和银河系银心之间的距离甚至达到了2.6万光年,更与银盘的边缘保持着大约2.4万光年的距离。我们的地球并不处于银河系的主要悬臂上,反而是位于英仙臂和船底-人马臂之间的猎户支臂上。所以,不管是从黑洞目前的大小,还是从地球在银河系中的位置来看,我们人类所生活的地球不可能被人马座A*吞噬。
简单总结一下:
1.所有较大的星系中心都存在一个超大质量黑洞,由于这样的星系可以更好地对黑洞进行填充。所以,这些黑洞的增长速度,甚至可以超越它们所在星系本身的增长速度;
2.黑洞的形成方式并不只有一种,黑洞和星系中新诞生的恒星,都会受限于星系本身质量的大小,这两者之间的增长比例并不是一个恒定值。
3.虽然黑洞的增长速度可能超过星系本身,但由于其本身的大小依然只占据了星系的极小一部分。再加上我们的地球在银河系中的位置关系,所以可以得出一个肯定的结论,地球并不存在被银河系中心超大质量黑洞人马座A*吞噬的可能。
一光年就是光走一年的距离,它不是一个时间单位,而是一个距离单位,对于我们日常来说,光年这个距离实在有点大,尽管步行一光年是件不可能的任务,但即使我们坐着不动,地球也带着我们在高速运动,而太阳系带着地球则运动得更快,假如以银河系运动的角度来看,它的速度将完全超出各位的想象!
一光年确实是光走一年的距离,但如果有人问你一年的时间是多久?365天?但有时候是366天,请问怎么说?所以光年的关键不是光速,因为它是恒定不变的,而是时间,这个一年到底是多久,估计难倒一大帮英雄汉!
光年的年指的是的儒略年,但这跟儒略历不一样,儒略历是格里历的前身,罗马共和国儒略·凯撒采纳埃及亚历山大的希腊数学家兼天文学家索西琴尼计算的历法,在公元前45年1月1日起执行,到1582年后由教宗额我略十三世改良,变为格里历!
儒略年则是是天文学中测量时间的测量单位,定义值为365.25天,每天为国际单位的86400秒,总数为31,557,600秒,儒略年只是测量时间的单位,没有特定日期,和历法没有任何关系!
有了这个时间值后,那么剩下的光年就简单了,你要采用傅科用齿轮法测定的光速也好,还是现代最精确的光速也罢,最终计算值其实差不了多少!采用光速为标准:299 792 458 m / s
1LY=299 792 458×86400×365.25=9460730472580800米
大约是9.46万亿千米!
步行一光年要多久?步行速度大约5千米/小时,一天按12小时算,那就是60千米,一年就是21915千米!
走完一光年需要:431701139.52年,大约是:4.3亿年。
这大概得在奥陶纪和志留纪的时候就得出发了,那会地球上还只有海生或者水生动物,简单的说还只有鱼,连两栖动物都要到3.8亿年前才上岸!
不过我们却不用那么累,因为我们一动不动,太阳系就带着地球以每秒220-240千米/秒的速度在银河系中狂奔,这个速度下8天就能飞行一个天文单位,1400年就能跨越一光年,所以1400年你就能走完一光年了,这样的话,只要在公元600年出发就差不多了,那一年正是隋开皇二十年,杨广被立为太子、萧氏为太子妃的时代!
这个速度下大约2.25-2.5亿年绕行银心一周!所以4.3亿年几乎就足够在银河系内绕两圈!
银河系带着太阳系高速运动,要去到哪里?很可惜,太阳系在银河系中速度再高也是绕圈圈,但各位不要急,有不绕圈的!宇宙中没有恒定不动的天体,整个银河系数千亿颗恒星都在高速运动,而且运动方向是一个永远都追不上而且还看不见的天体!
巨引源
位于拉尼亚凯亚超星系团中心的长蛇-半人马座超星系团附近的引力异常处,一个相当于数万个银河系质量的引力中心,距离地球1.5亿至2.5亿光年,比较可惜的是巨引源所在区域刚好是银道面上恒星和尘埃相当密集处!因此巨引源到底是什么性质天文学家两眼一抹黑,根本就不知道!
在1977年,美国劳伦斯伯克莱国家实验室的乔治·斯穆特利用宇宙微波背景辐射的偶极异向性,成功测量出银河系在宇宙中的运动速度大约超过了600多km/s,这个速度大概是太阳系在银河系中运动的三倍左右!
看来不用1400年时间了,大约只要500年不到就能走1光年,只要在明朝时出发即可,到现在银河系就走了一光年啦!巨引源距离地球差不多2亿光年,看来银河系要1000亿年才能到达巨引源,会不会掉进去?其实各位放心了,首先这个时间很久,其次,银河系根本就追不上因为宇宙膨胀而退行的速度!
根据67.15千米/秒·百万秒差距的宇宙膨胀速度,巨引源退行的速度大概超过了4400千米/秒,而银河系顶天速度不超过800千米/秒,不仅是追不上,而且是越追越远!所以银河系走上的是一条永不回头的路,但它也永远都无法到达目的地!
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