旅行者1号为何被“降速”?太阳系边缘是否存在神秘力量?

减速是合理的,不减速才是有情况。

为什么这样说呢?这是因为旅行者1号一直在与太阳引力相抗衡,它于1977年发射后在太空中飞行了40多年了,每时每刻都在与太阳引力对抗,因为他是太阳系里的飞行物,就必须受太阳引力约束。

根据爱因斯坦广义相对论,引力是具有质量的物体对周边时空的扰动,大质量天体的这种扰动表现为时空漩涡或者时空陷阱,逃脱时空陷阱的唯一办法就是速度,这种速度就是逃逸速度。因此旅行者1号要逃脱太阳引力陷阱,就必须达到超过逃逸速度的速度。

万有引力的的大小是与相互吸引物体质量乘积成正比,与距离平方成反比的,因此距离越远,太阳对旅行者1号的引力就越小,所需要的逃逸速度就越小。

太阳表面的逃逸速度为每秒617.7公里,也就是如果旅行者1号如果从太阳表面发射,需要达到每秒617.7公里的速度才能够逃脱太阳引力。但在地球轨道这个距离发射,借助地球公转速度每秒约30公里,只要再加16.7公里,就能够逃出太阳引力。如果距离太阳更远,太阳引力影响就更小,这个逃逸速度就更小了。

旅行者1号发射时并没有这么高的速度,是在经过木星和土星时利用其引力弹功效应得到的加速度,才达到飞出太阳系的逃逸速度的。现在旅行者1号距离太阳217亿公里远了,飞行速度为每秒17公里,在那个位置这样的速度是足以逃脱太阳引力的。

但引力是一种长程力,理论上作用距离无限远,因此太阳对旅行者1号的引力拉扯力永远存在。

现在旅行者1号的已经没有任何重力,已经完全依靠惯性飞行,因此在太阳引力拉扯下,会慢下来这是趋势。但在这么远的距离,太阳对旅行者1号的引力已经很小了,对其速度影响也就很小了。

根据NASA公布的旅行者1号飞行数据,2011年为每秒17.068公里。8年过去了,旅行者1号经历了三次太阳风顶层“海啸波”、“激波”考验,现在的速度为每秒17公里,衰减了0.068公里每秒。随着旅行者的继续远行,太阳的引力就会越来越小,最终在其他天体引力的干扰下,太阳引力就渐渐忽略不计了。

但不管怎样,这种引力影响还是存在的,只能减速。如果不减速或者加速了,这就不正常了,就可能受到了其他不明引力影响或其他情况发生,这才是大问题。但这种问题并没有出现。

太空中处于高度真空状态,几乎没有什么阻力,现在的旅行者1号早就飞出了太阳风的影响范围,根据传回的数据所接受到的太阳风粒子越来越少,接受到的星际粒子越来越多,说明进入了星际空间。虽然还受到太阳引力牵扯,但现在的速度远远高于太阳系的逃逸速度,因此飞出太阳系已成定局,再也没有任何力量能够阻扰它走向深空。

但旅行者1号的旅途还很漫长,太阳系的引力影响范围在半径1光年以上,凭现在的速度,飞出太阳系还要17000多年,到达距离太阳最近的恒星比邻星系统需要7万多年。

时空通讯有理由相信,我们的子孙后代将发明速度快出旅行者1号很多很多的飞行器,超越旅行者1号,先期飞出太阳系,探索遥远的星空。

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经过四十余载的太空飞行,旅行者1号和旅行者2号现在都已经飞到上百天文单位之外。目前,旅行者1号相对于太阳的飞行速度为17.0千米/秒(相对于地球的速度与地球的相对位置有关),旅行者2号的速度为15.3公里/秒。不过,两艘旅行者号的飞船正在逐渐降速,那么,这是什么原因导致的呢?

旅行者号减速的原因不难理解,这并不是太阳系边缘存在什么未知的神秘力量所致,而是因为太阳。由于太阳引力的作用,旅行者号的速度会变得越来越慢。

旅行者号的速度都已经超过了太阳系的逃逸速度,它们目前正沿着开放的双曲线轨道飞行,它们已经不需要动力仅靠惯性就能脱离太阳引力的控制,最终飞出太阳系。但摆脱太阳引力的束缚不代表不会受到太阳引力的作用,太阳始终会对旅行者号施加引力的作用。就算旅行者号最终飞出太阳系,太阳的引力作用也不会消失。引力是长程力,它们的传播速度是光速。

旅行者号的主发动机燃料早已耗尽,目前只有轨道修正推进器还有一点燃料,所以它们已经不能再进行大幅加速,而且早已超过太阳系逃逸速度的它们也无需这样做。由于太阳的引力会把旅行者号往回拉,所以受到阻力作用的旅行者号必然会出现减速的现象。只是不管怎样减速,都不会阻止旅行者号最终飞出太阳系。

引力不仅会起到阻力的作用,而且还能起到助推的作用。旅行者1号和2号在离开地球时都没有足够的速度来飞出太阳系,但后来它们在飞掠木星、土星(旅行者1号)、天王星和海王星(除了木星和土星,旅行者2号还飞掠了天王星和海王星)之时,借助引力弹弓效应,它们的速度最终被加速到超过太阳系的逃逸速度。

同样的道理,星际天体奥陌陌当年经过近日点之后逐渐远去,它的速度也会受到太阳的引力作用而逐渐减速。奥陌陌在今年的速度约为29.5千米/秒,距离太阳大约10天文单位。而在15年之后,奥陌陌将飞到距离太阳100天文单位的地方,那时它的速度将会降低至26.7千米/秒。


旅行者一号和旅行者二号现在都已经飞出了太阳系的日球层。旅行者一号是1977年9月5日发射升空的,然而旅行者二号却早在8月20日就发射升空了,不过到1977年的12月的时候旅行者一号就赶上了旅行者二号。

“旅行者系列”探测器的发射初衷就是瞄准太阳系175年一遇的巨行星特殊排列去的,因为当时的NASA意识到这是一个花小钱就能探测太阳系大部分行星的绝好机会,于是旅行者一号和二号在1977年下半年全部发射升空,一号原本的任务是近距离探测木星土星和天王星以及海王星,但是在发现土卫六的浓厚大气层后科学家便让旅行者一号前往了土卫六,原本的轨道从此被土卫六引力所偏转。因此后续的天王星和海王星的探测任务就交给了旅行者二号来完成。

偏离原轨道后的旅行者一号由于此前已经被木星和土星的引力弹弓加速到17km/s了,因此旅行者一号虽然偏离了轨道到还是在向着太阳系外飞去,2014年9月13日NASA召开新闻发布会表示旅行者一号已经飞出了太阳的日球层进入了星际空间。

但目前位于20光时外的旅行者一号仍然在承受着太阳的引力,虽然它已经超过了太阳系16.7km/s的逃逸速度,但由于引力是长程力所以旅行者一号的速度会被太阳引力所慢慢“拖慢”,因此旅行者一号的速度才会缓慢降低一点点。

让旅行者一号速度变慢的并不是什么“神秘力量”而是我们每个人都能感觉到的引力,早年的星际天体“奥陌陌”在离开太阳系时也受到了太阳的引力作用而变慢了一些。

旅行者一号在1977年9月5日升空,到现在已经出走了41年,距离地球216亿公里,相当于从太阳到地球的72个来回。

曾经有消息说,旅行者一号已经成为人类历史上第一个飞出太阳系的人造航天器,这其实是个误传。其实真相是它已经脱离了太阳风的影响了,但这距离飞出太阳系,还差了十万八千里呢!

为什么这么说呢?

太阳系的边缘的准确判定是奥尔特星云,这片暗星云包裹着整个太阳系,半径1光年,如果真飞过了奥尔特星云,那就是真正离开太阳系了。过去41年,旅行者一号就飞了0.00228光年,飞跃奥尔特星云,你算算吧!照旅行者一号现在的速度,再飞2万年差不多。

奥尔特星云

所以,题主说的太阳系边缘,还远着呢!

再说旅行者一号为什么被莫名其妙的“降速”。

事实的确如此,在旅行者一号的旅途中,人类利用土星和木星等的引力弹弓做过加速,但很奇怪,看似空无一物的太空之中,应该毫无阻力保持惯性匀速飞行,但不知道为何,它的速度却一直在走“下坡路”。(下面是旅行者二号的速度记录)

其实,原因很简单,即便它已经距离太阳如此之远,但太阳的引力,仍然像如来佛祖的手掌一样,在不断地减缓它的速度。

所以,旅行者一号和二号能否飞出太阳系,还是个问号,但有一点可以确定,当它真正飞离太阳系的时候,人类早已经把它忘记了。

所以,这注定是一趟寂寞的旅途,一个人,一辈子,2万年!

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目前旅行者一号相对于太阳的速度大约是每秒17公里左右,比起1977年刚发射时的每秒30多公里的速度(同样是相对于太阳的速度),速度确实降低了很多,但这并非是神秘力量影响,而是纯粹的物理规律,毕竟太阳引力不会消失,每时每刻都会消耗旅行者一号的动能,速度下降是必然的结果。

旅行者一号是美国人在上世纪70年代发射的深空探测器,目前距离咱们地球的距离大约在220亿公里,并且在前几年美国航天局宣布旅行者一号突破了太阳的日球层(太阳风与星际介质的交界面),正式与星际介质接触,也就是意味着进入了星际空间。

有人认为这意味着旅行者一号突破了太阳系,但实际上这仅仅是从太阳风的角度考虑,要知道太阳系的范围,按照奥尔特云的范围来定,那么它的最大直径足足有两光年。而旅行者一号想要突破奥尔特云,还需近万年的时间才行。

但不论旅行者一号飞到哪,太阳引力始终不会消失,只会越来越弱,因此旅行者一号的速度会下降,也是正常的物理规律罢了。

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旅行者1号是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器,质量为815千克,于1977年9月5日发射,算起来已经飞行了42年了,距离地球有140个天文单位了。

这颗探测器的飞行速度一段时间以来,保持在17公里/秒以上,但近两年却有所下降,跌破17公里/秒,旅行者一号经历了什么,为什么会被“降速”?

实际上,当旅行者一号停止推进器加速后,它就开始降速了。这个时间在39年前美国宇航局就做了,那时候的旅行者一号刚刚经历了木星的引力弹弓加速,速度提升了很多。

为了节省燃料,科学家只保留了一些必要的科学仪器工作,比如用于传输数据和发射信息的,其他的包括加速旅行者一号的推进器都会关闭掉。

没了推进力的旅行者一号,太阳引力开始起作用了。之前推进器产生的推进力大于太阳对旅行者一号的引力,所以它可以一直加速。但推进力系统关闭后,引力开始了对旅行者一号减速。

而关于太阳系边缘(太阳风层顶),旅行者一号实际上并没有到达那里,那里也没有什么神秘力量。相反地,如果旅行者一号真的到达了那里,太阳的引力会更弱一些,对旅行者一号的降速效果也会弱很多。

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旅行者一号速度变慢是由于太阳引力的作用,其次旅行者一号和太阳系边缘差着十万八千里哪,目前旅行者一号飞行了42年,而到达太阳系边缘它还需要飞行17600年。

引力是长程力理论上可以作用到无限远处,如果把奥尔特云当成太阳系边界,太阳系的半径达到了一光年。奥尔特云内的天体也在受太阳引力作用,整个太阳系的质量太阳占了其中99.86%,只要在太阳系内都会受太阳引力作用被太阳拉扯。

而旅行者一号目前距离太阳大约220亿公里远处,是在朝着太阳系外飞去速度自然会减小。目前相对于太阳大约是17公里每秒,这个速度大于第三宇宙速度是可以飞出太阳系的。但是速度小于第四宇宙速度,只能像太阳一样绕着银心运动。

旅行者一号在前期飞行过程中由于借助了木星、土星的引力弹弓效应在加上自身的动力系统,速度是呈现增长的。但是随着飞行时间燃料殆尽只能用来调整姿态和地球之间的信息交流(19个小时的延迟)。同时也没有可以应用引力弹弓的天体,速度自然就会下降的。

至于所谓的太阳系边缘神秘力量跟旅行者一号的降速完全没有关系、旅行者一号在2025年就会彻底失去联系,在此之后它是撞毁或者如何如何,我们都是不知道的,届时它就像是一块太空碎片一样孤独但是前进方向是明确的。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删,欢迎点评

旅行者一号所谓的“被降速”基本可以忽而不计,而造成这种降速效应的神秘力量就是来自太阳系的引力。

旅行者一号距离我们约211亿公里,如果用光来衡量的话,它已经飞行了19.5光时。如果用太阳引力来衡量太阳系大小的话,太阳系的直径估计大于1光年。因此,我们的旅行者1号还处于太阳的引力范围之内。只是引力的大小和距离的平方成反比,所以211亿公里的距离,太阳对于旅行者一号的引力只有F=G*M1*M2/R2=0.00024N。如此小的一个引力作用到旅行者一号上面,产生的加速度只有0.0000003m/s2。基本上可以忽略不计,而且这个引力F随着距离的增加,还会急剧衰减。

目前旅行者一号的飞行速度大概是17062m/s,即便是太阳系引力不变,想要靠引力把旅行者一号停下来,至少需要1803年!也就是说,在引力不变的情况下,想要把旅行者一号完全静止都需要快越2000年时间,更别说引力还是急剧减小的情况。我们一个人即便可以活100年,在有生之年,旅行者一号减速的差值也达不到1m/s。

因此,旅行者一号所谓的减速,基本上可以忽略不计。太阳系所谓的神秘力量,也基本上可以忽略。

旅行者1号为何被“降速”?太阳系边缘是否存在神秘力量?

似乎一直有一个太阳系皮壳层的说法,传说在太阳系的柯伊伯带边缘处有一个皮壳层,无论是从太阳系外进入内层还是从太阳系出去,到这个区域都会被减速甚至被神秘摧毁…..

这就是传说中皮壳层的位置,而这所有的理论原点是旅行者1号在太阳系边缘减速了,对于不熟悉探测器轨道与速度关系的朋友也许就懵逼了,因为旅行者确实在这个区域减速了,而且有越来越慢的趋势,我们来看看旅行者速度变化:

旅行者刚脱离地球轨道时约:42KM/S

到达木星引力弹弓加速后约:37KM/S

到达土星附近时尽管有土星引力弹弓的加速,但速度稳步下降中!

到达柯伊伯带边缘时速度约只有17.2KM/S

(以上速度为日心速)

逐步下降的速度是否让您有一种脊背发凉的感觉?难道太阳系真的存在我们看不见的力量?其实这担心完全就是多余的,我们来了解一下卫星的轨道就一目了然了!

这是脱离地球的三个速度,7.9KM/S只是一个绕轨速度,11.2KM/S可以脱离地球去到月球或者其他行星,但最终并不能脱离太阳系,而16.7KM/S则是一个可以脱离太阳系的速度!

在这三个轨道中,处在中间的大椭圆轨道是非常有意思的,当探测器从7.9KM/S的速度加速时,它的轨道会被逐渐拉伸到大椭圆!

大椭圆轨道有一个近地点和远地点,我们都很清楚近地点速度是很高的,而远地点则到了椭圆轨道的顶点,速度远远低于近地点速度!但当近地点速度超过11.2KM/S时那么这个大椭圆将不在闭合,成为一条抛物线或者双曲线轨道,简单的说它的速度产生的离心力已经超过了地球对它的引力,因此将不再回到地球轨道!

那么类比当探测器从地球出发前往太阳系边陲时,其速度稳步下降是非常正常的,只要它在轨道顶端时的速度能超过此处的逃逸速度即可….而距离太阳越远,则逃逸速度越低!

有兴趣的朋友可以计算下在柯伊伯带边缘时太阳系的逃逸速度!

因此旅行者在太阳系边缘时速度下降是必然的,因为它已经达到了相当于大椭圆轨道的顶端,只不过这个速度已经超越了逃逸速度,这个椭圆闭合不起来了….

彗星的近日点和远日点轨道!

2017U1即奥陌陌它在近日点的速度是相当高的,而它离开时候则速度越来越低,但它依然超过了太阳系的逃逸速度…..

因此太阳系根本就不存在那个所谓的皮壳层,各位也根本不用担心会呆在太阳系的牢笼里!

旅行者巳飞行了四十多年,估计飞行距离合70个天文单位,1.5×70=105亿公里,还可以飞一段距离,然后返回。奥陌陌也在远离太阳系,虽然旅行者和奥陌陌都处在降速状态,但奥陌陌速度大于旅行者,当同时处于降速状态时,可知奥陌陌还是飞得远一些。

地球引力

月球的引力范围80万公里,按道理应包裹了地球。依据地月两引力有干涉现象存在,在干涉区月球的引力占次要地位,只是由于存在轨道位移和自转原因,短时间在地表可显现月球的引力,客观上的引动力分主次。月球的引力由于高速位移和自转的原因,与地球引力干涉的结果处于波动状态,有波峰,也有波谷,有时能达地球表面,有时也在离开地面。地月两引力干涉的结果,使得月球引力稳定范围在向地球面离月16万公里处,月背面110万公里。人造卫星进入到离月面16万公里后,才算真正成为月球的卫星,才算真正进入到了月球的引动力范围,稳当一点还是深入一些好。在科学上,要证实这一点非常容易。地球比月球的质量大80倍左右,得地球引力半径3千万公里,与太阳引力干涉的结果在面向太阳面被压缩离地900万公里,飞船向太阳飞去,既处于太阳与地球之间时被压缩,一旦飞行了900万公里后才算真正进入到了太阳的引动范围内,飞船不在地球与太阳之间明显属于太阳的引动范围。地球的引动力为5.3km/s,飞船飞行速度小于这个速度,是飞不出地球引力范围的,这是力之较量,客观上易证实。

太阳引力

太阳大地球一百多万倍,得太阳的引动力范围180亿公里,面向银河系中心被压缩的引力半径115亿公里,超出这个范围,客观上就进入到了银河系范围。太阳的引动力为127km/s,第二宇宙速度16km/s算小了,应依太阳引动力的大小计算127km/s才算符合客观规律。认为太阳的引力半径一光年没有科学依据,科学界得出这种结果不符合科学规律,更不能照本宣科,宣传错误的规律,要依据客观存在去推测天体引动力的大小。

太阳引动力127km/s

引动力是与引力半径成正比的,在客观上是体现相互作用力大小,是一个具有完整性的运动系统。地球大月球80倍左右,太阳大地球一百多万倍,这是客观事实。月球引力半径80万公里,地球大月球80倍左右,80×80=6400万,地球实际上引力半径才3000万公里。太阳大地球130万倍左右,3000×130=390000亿,半光年多一点,客观上太阳引力半径才180亿公里和引动力127km/s。科学界推测太阳引力半径一光年只属于推测,没依据客观事实,引动力不能小于127km/s,也不能大于127km/s。 旅行者的飞行速度都是低于23公里的,就是奥陌陌的速度也低于50公里,与127公里比较相差甚远,规定着它们飞不出太阳系。

太阳的引动力127km/s,这才是真正的宇宙第二速度,第一宇宙速度和第二宇宙速度相差太小了,与天体之差客观事实不符。依据旅行者和奥陌陌的运动力都低于50公里,规定着它们飞不出太阳系。依据旅行者号宇宙飞船已降速了,说明旅行者飞行力远小于太阳的引动力,只能是自然降速。自然降速巳具奋了返回力,反回力大小是由双方运动力决定的,返回速度与太阳引动力成正比,与自身运动力成反比。依据速度,旅行者和奥陌陌永远飞不出太阳系,它们还会回来的,再相见只是时间问题了。

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