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旅行者1號是迄今為止飛得最遠的航天器,如果旅行者1號保持目前的方向,無任何故障的理想狀態下,一直飛,若干光年後又飛回太陽系,那麼,將能證明哪些科學理論猜想?
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  • 1 # 暗淡藍點ADLD

    這個問題提的既很具體現實、又很浪漫遐思。

    從目前現實形勢看,包括科學界和全人類都覺得旅行者一號只能以每秒16.7公里速度(即第三宇宙速度)向太陽系邊緣繼續發揮他的功能和使命,但時間不會維持太久,因為核電池繼航力不能為旅行者一號再提供源源不斷的動力。這是主因之一。其次,旅行者一號的名字和功能在太空主要用途是探測,到目前為止,人類還沒真正得到旅行者一號實際有價值的資訊,比如,發現類似地球的文明星球、UFO和有生命特徵的資訊等。發現有生命、文明的星球是探測器重中之重的任務。

    從浪漫角度分析假設,如果旅行者一號不間斷的一直飛行穿越太空,若干光年能回到地球,那麼,就是遇到比地球和人類更發達、更文明、更進步的星球和物種。最少達到第二科技文明階段,可以掌控整個太陽系的水平或更高階。因為,旅行者一號對人類目前科技水平來說,既是飛最遠的探測器,也是人類最高科技水平的縮影,在探測器裡有張光碟,刻著人類在數學和音樂領域的精華。但是,對於外星文明來說,旅行者一號其實就是一隻風箏在太空飛行一樣。如果,能讓旅行者一號安全返回地球,對人類和科學界未來戰略的探索認知影響將是顛覆性的。定論有以下3種,①茫茫太空有比人類更高等智慧的物種和可宜居的星球,這是人類最重大的願望和勝利的開端,也是顛覆性認知的突破和跨越。②說明外星文明是善意和願跟人類走親戚交流溝通和援助人類。③暗示人類未來科技的走向改變,要怎樣大突破、大跨越指明方向,併為人類未來發現更多系外文明、大規模移民和永久定居外星球提供源源不斷探索求知的新理論、新方案、新現實、新驗證打下堅實的基礎和前提。謝謝!知彼知己ZPZJ/2017.12.23

  • 2 # 賽先生科普

    宇宙是閉合有限的。

    對於題主所說,旅行者一號,要是一開始就是嚴格按照直線飛行,若干年後它不但能回到太陽系,甚至還能直接回到出發點。

    關於這點,實際上廣義相對論的要求。因為從愛因斯坦的引力場方程出發,這樣的結論是必然的。但是這個結論還是讓人吃驚,因為在我們的觀念中,一條直線,那就應該是直接橫貫宇宙,能在宇宙的邊上留下兩個端點,怎麼就能回到起點了?

    一些簡單的例子幫助理解,我們中學都學過立體幾何,都知道座標軸是三個,通俗的來講:就是長寬高。並且我們所謂的三維空間,也可以用這個表示,似乎空間中的任意一點都可以表示。

    好的,我們就從座標軸開始理解,一根座標軸那就是代表一維,在這個世界裡,生物對世界的理解只能是有個點;而要理解自己的世界是一條線,那就需要從二維(兩條座標軸)世界去看;而問題又來了,二維世界裡的生物是察覺不到世界其是個平面的,這時候就需要從三維(三條座標軸)世界去觀察,其實我們人類平時所看見只是一個平面的像而已,只是大腦處理過了,“騙”我們看到的是三維影象。

    但是說到這裡,似乎還沒有和題目有什麼關聯啊?下面就是重點,從相對論出發,任何質量物體都會導致時空的彎曲,那麼如果這種事發生在一維,二維的世界會怎樣呢?是不是有一種可能性:一條線變成了閉合的環,一張面變成了閉合的球面,這個時候如果我們一直往前飛,那勢必會回到起點,就和沿著經線或者緯線飛一樣。可以考慮莫比烏斯環和克萊因瓶。

    那麼現在回到我們的三維世界,四維時空,宇宙中質量的分佈導致了宇宙變的閉合,根本沒有邊。那麼我們的旅行者一號回到太陽系只是個時間問題了。

  • 3 # 簫韶九成丶

    這個其實就跟當初的麥哲倫環球航行一樣,最重要的就是證明了地球是圓的,而對宇宙來說也是一樣的,能回到原點,說明宇宙是球體,證明了宇宙有界無邊的理論,同時證明了四維空間的存在,一定程度上證明宇宙大爆炸理論。

  • 4 # 濰坊安丘厚德載物

    謝邀!你這是給旅行者一號定了方向和歸宿!旅行者一號一直向一個方向飛行永遠飛不回地球!宇宙無邊無限直線飛行只會消失!你還要它回來?它要是能回來證明宇宙也是圓的!而且在做旋轉平面運動!只能證明有這類科學家的思維是對的!且證明不了浩瀚的宇宙真正面目!

  • 5 # 李志勇LZY

    要想答好旅行者1號,直飛一方向的採想?建議咱們需要考慮一下,幾個先決條件,試給幾個答案:一、活的立體空間,人造1號,有動力直行,能排宇宙影響,不可能回來;二、人造1號,難能自控,我研究過不同物質,宇來內釋到空形成的天體;隕塊;星雲;等也包括人造殘碎東西,1號失控也應如此;三、就借日層光溫度控下的彗星,處於物質異類適運選路有別外,從自性遇冷凝固迴游;到固領液態升溫氣蒸離去拉尾,1號執行平面溫度,十字架座標也應相符;四、雖然各種恆系星場,自古至今仍在運變,假設,目前近地和宇間不出現巨大波動,人們就能給出:1號會在一個活立空間,永遠向外直行,越走越遠;另外也會受宇銀場層制,翻覆迴游,沒人幹予,它可能永遠不歸。因為它並沒有在一個實球表面上直走,所以不要被環球直走能返回原地矇蔽。請予參考,謝邀答啦。

  • 6 # 九心逍遙

    暫且認為題主說的是直線,那麼旅行者一號就沒有可能飛回太陽系了,所以題目中所說的一直向一個方向飛應該不是直線。

    那麼我們只好來幾個假設目標方向,首先假設旅行者一號的方向與銀河系中心相反會如何,會飛出銀行系嗎?答案當然是否定的,旅行者一號速度僅僅是每秒十幾公里,這樣的速度根本沒有可能飛出銀行系。

    那麼如果旅行者一號向著銀河系中心會如何,有沒有可能返回太陽系呢?答案依然是否定的,隨著越來越接近銀河系中心,恆星會越來越密集,還沒有到達銀河系中心就會被某個天體捕獲,根本沒有可能回到太陽系來。

    只有旅行者一號飛出太陽系的引力範圍,它一定會進入另一個引力範圍,由於旅行者一號只能以慣性飛行,它無法決定自己的命運,一次它最後只會被某天體捕獲。

    結論只會證明萬有引力在宏觀世界的決定性影響力,另外可以證明第三宇宙速度是否準確。

  • 7 # 科學美少男

    如果你現在隨便選一個方向只走直線,不改變方向,穿越山川河流,最後你會回到你現在站的這個地方,也就是出發點即目的地。如果登上一艘宇宙飛船,選一個方向出發,也回到起點,說明宇宙存在正曲率,空間是閉合的,但飛船真的能回到起點嗎?

    圖:如果這條公路上有一隻螞蟻,它會認為公路是直的還是彎曲的?

    我們望著外面筆直的馬路,看看長江,黃河,看著高樓林立,山巒疊嶂,似乎它們都在一個平面上,地球是平坦的。然而當我們的飛船飛出地球,回頭望來,我們才發現地球原來是圓的。可以發現,我們要了解一個對於我們來說巨大無比的物體或者空間,我們需要在一個更大的尺度上觀察它,而不是僅僅是在這個物體一種,一個渺小的角度來探查。

    圖:在太空中可以看到地球的特徵,這種特徵是無法在地球表面上觀察到的。

    那麼我們的飛船是否能回到起點呢?我們能否站在宇宙之上更大的尺度中來回望宇宙呢?這涉及到宇宙的邊界問題,如果宇宙有邊界,那麼我們可以飛出邊界,回望宇宙。如果宇宙是各個方向都是無限的,並且都是開始方式的,那麼我們永遠只能做井底之蛙。

    宇宙的形狀

    宇宙的邊界,宇宙的形狀一直都是科學家重要的研究課題。然而,即使我們向太陽系外發射了大量探測器,我們也不能直接測量出宇宙是平的還是彎的,這就像在一個廣場上,我們把螞蟻換成了昆蟲,視野更大了,但還是很渺小。

    不過科學家找到了一個新的辦法,這個方法來源於《廣義相對論》,愛因斯坦告訴我們光只會走直線,如果時空是彎曲的,那麼光就會沿著彎曲的路線前進,彎曲路線中的直接,物理學家叫它測地線,測地線類似於地球上的大圓。例如赤道是彎曲的圓形,如果把地圖展開,那麼赤道就是一條直線。

    由此,我們可以透過三角形測量法,如果兩條平行的光線會在空曠遠處的相交,可見空間必然純在曲率使光線偏轉了,那麼空間就是彎曲的。

    圖:中間那個圓圈代表我們的可觀測宇宙,在圈中很難觀察到白線是條曲線

    然而,科學家從遙遠的星系,星系圖,甚至從宇宙的第一束光(宇宙微波背景)中,得到的結果是宇宙是平的。或許還有另外一個可能,宇宙的曲率至少是可觀測宇宙大小的數百倍。

    正常來說,宇宙微波背景輻射(CMB)的溫度都應該相同,但是由於宇宙早期受到恆星(的中子)誕生,等其他因素的影響,所以CMB在不同角度上有會一些微小的能量起伏,這些起伏會導致不同朝向上的空間曲線不同。但是CMB的背景顏色雖然有很大的不同,並不代表能量差別特別大,實際上,這樣的差別非常小。因此,在非常微小的差別上,我們的宇宙似乎是平坦的。

    圖:CMB

    或許在更精確的水平上,我們可能會發現某種程度的內在曲率,但就目前而言,在我們可以測量宇宙的尺度上,從我們的有利位置向各個方向大約460億光年,沒有跡象表明宇宙是彎曲的。

    如果宇宙是平坦的

    如果宇宙是平坦的,我們能得到的結果並非只有一個。例如地球經度最終可以在彎曲的地球表面相交,但是或許宇宙並非是球體呢?

    圖:你可以想象我們的宇宙形狀像一個長圓柱體,兩端相連形成一個甜甜圈的形狀。

    沿著環面,平行線永遠不會相交,測量到的遙遠光線的畸變與平坦的宇宙完全一致。但是你朝一個方向飛行,你最終也會回到原處。

    那麼我們的宇宙會是甜甜圈嗎?如果宇宙的形狀像甜甜圈,並且從一端到另一端的距離不超過920億光年,我們就會發現兩端的空間背景是相同的。

    圖:一個方向上的星系區域與另一個方向上的星系進行識別。

    我們並沒有得出喜出望外的結果,但甜甜圈的結果,我們並不能排除掉。或許宇宙回彎尺度遠遠大於920億光年,我們只能在更大的尺度上感知宇宙彎曲。

    即使宇宙是天天圈的形狀,飛船也無法飛回來。因為宇宙一直在膨脹,而飛船達不到光速。宇宙膨脹速度與距離成正比,越遠的星空膨脹速度越快,在一定距離上更是超過了光速,所以無論飛船飛多久都不可能回到原點。

    總結

    就目前人類所知,宇宙是平坦的,或許會是甜甜圈狀,但它也足夠的大,並且時時刻刻在膨脹,遠距離的膨脹速度超過光速,而飛船的速度是由上限的,所以飛船無論如何都回不到原點。

  • 8 # 優美生態環境保衛者

    如果旅行者1號一直向一個方向飛,若干光年後又飛回太陽系,能證明哪些科學理論猜想?

    首先更正一下這個問題的表述,光年是距離單位,不是時間單位,1光年的距離以旅行者1號現在的速度,需要走1.6萬年。

    為了探測太陽系內的木星、土星的基本情況以及圍繞它們運動的星環特徵,美國於1977年發射了兩顆探測器,即旅行者1號和旅行者2號探測器,在完成既定使命之後,兩顆探測器又繼續向太陽系的外圍挺進,不過旅行者1號的速度要比2號快上10%左右,截至目前,旅行者1號距離飛行的距離已經超過了220億公里,但仍然處於太陽系的有效引力範圍。由於探測器攜帶能量的日趨耗盡,而且距離地球又非常遙遠,科學家們已經陸續關閉了上面的諸多探測儀器和裝置,它也因此逐漸地成為一顆在星際空間中流浪的探測器了。

    雖然旅行者1號旅行了40多年,飛越的距離達到220多億公里,但是與現在科學家認為的太陽有效引力範圍-奧爾特雲的外界(距離太陽10000個天文單位)相比,還有相當遙遠的路程要走。以現在估算的其飛行速度17.8公里每秒來衡量,它要離開太陽系起還得需要2700年,按此速度如果到達離太陽系最近的比鄰星,少說還得7.1萬年。隨著旅行者1號距離地球越來越遠,有些腦洞大開的朋友不禁設想了,旅行者1號一直沿著直線飛行,如果哪天它又回到太陽系,能說明什麼問題呢?

    我們可以藉著這個問題這一下聯想,在地球上我們沿著一條直線行走,過若干時間以後,我們就會回到原點,這在人們沒有發現地球是一個球體之前是無法想象的。古代哲學家亞里士多德在觀察月食過程中月面的陰影邊界呈現的是弧形,因此提出地球是球形的設想,後來麥哲倫透過環球航行,進一步證實了地圓說,使人們對地球的形態以及空間的概念有了全新的認知。

    此後,人們就對空間維度的興趣明顯提升,在零維點、一維線、二維面、三維體的基礎上,發現透過增加維度並對該維度進行摺疊,可以使物體的運動可以沿著原有的軌跡一直持續並且透過再次經過起點,於是形成了線的閉合、面的閉合的思路,繼而在閉合的基礎之上,可以不用跳躍邊界而實現空間的轉移,二維基礎上增加並且扭曲第三維形成的莫比烏斯環、三維基礎上增加並且扭曲第四維形成的克萊因平面,都是在人類對空間深入思考基礎上形成的概念。

    愛因斯坦的廣義相對論,進一步拓展了人們對處於空間中的物體,它們之間存在萬有引力實質的認知,確立了有質量的物體會使空間發生扭曲,然後一切物體會沿著測地線,也就是兩點之間最短的距離相互靠近,這個空間的扭曲則是引力產生的根源。至於空間的扭曲程度,後來的科學家們提出了空間曲率的概念,表徵的具體含義就是在給定的一個空間,其對歐氏空間偏離程度的標量。

    空間曲率越大,表明空間被扭曲地越厲害,以這個被扭曲的空間為參照系,雖然物體仍然是沿著直線前進,但是從這個系統以外來看,這個物體的行進路線則是順著一定的曲線(測地線)運動的。大家都知道黑洞,由於它的中心奇點質量極大,那麼引發的周圍空間的扭曲程度也非常高,以致於在一定的範圍之內,光線都只會沿著這個嚴重彎曲的測地線執行,而無法逃脫出去,這個範圍被稱為黑洞的事件視界。

    而對於宇宙空間來說,現有的主流觀點認為它是138億年前奇點的一次大爆炸所持續膨脹形成的,如果從時間線上來考慮,大爆炸所經歷的歷程,主要包括前期的劇烈極速膨脹、減速膨脹和現在的加速膨脹三個階段。就像吹氣球一樣,宇宙中的所有星體,從總體上看是不斷被推離開的,目前科學界解釋目前推動宇宙膨脹的關鍵因素是暗能量。那麼,在這種理論之下,無論是開始的劇烈膨脹,還是現在的加速膨脹,其應該具有各向同性,也就說宇宙空間的擴張基本上是按照球體的狀態挺進的,那麼球體空間的存在,則說明無論其中的星體如何分佈,宇宙的空間曲率也必然存在,否則這就與宇宙大爆炸理論相悖。

    而目前我們在可觀測宇宙範圍內,之所以看到宇宙的狀態似乎是完全平坦的,不存在彎曲現象,主要原因在於這個空間的尺度非常之大,直徑465億光年的可觀測宇宙範圍之內我們還能夠看到遙遠星系發射出來的光線,而在這個距離之外,宇宙的膨脹速度都大於了光速,我們或許永遠都不會知道外部是個什麼樣子。我們現在所看到的可觀測宇宙,其圖片是一個標準的球形,這是我們理想化中的一個模型,即使我們用最先進的儀器裝置也不會看到它的邊界。而這個無形的邊界之外,距離越遠,其膨脹速度超過光速就嚴重,因此膨脹帶來的空間範圍也就無法想象了。

    假說我們是一隻身在氣球上的螞蟻,那麼,當氣球開始膨大時,我們初始的一段時間或許能夠感受到得氣球表面是一個曲面,但當氣球越吹越大,我們看到的氣球表面就會越來越像一個平面,當這個氣球吹到足夠大時,我們就會極難發現這個平面是彎曲的,宇宙膨脹也是一樣的道理,只是我們處在宇宙這個大氣球的“裡面”而已。有科學家做過相關研究,透過特殊的方法測到了宇宙空間的彎曲係數,從而得到整個宇宙的直徑應該在23萬億光年這個級別,可以看出我們所能瞭解的可觀測宇宙,在這裡面是多麼的微小。

    既然能夠測到現在宇宙的空間彎曲係數,表明整個宇宙在向外膨脹時也有可能是以球體的形態存在的,只是這個球體的半徑是無比的巨大,因此理論上旅行者1號沿著同一方向行進,是有可能重新回到太陽系甚至原點的。但是,在我們現有的理論體系之下,任何有質量的物體都不能加速到光速,而可觀測宇宙之外的空間膨脹速度已經超過光速,因此在膨脹效應的影響下,所被拉伸的空間形成的額外路程,光都無法進行彌補,因此,別說旅行者1號,連光都無法到達真正的宇宙邊界。

  • 9 # 時空通訊
    這只是一個理論設想,人生在世包括人類在世是無法驗證這個的。

    因為宇宙太大了,現在可視範圍就有930億光年直徑,不可視範圍如何沒人知道。也就是說按照現在的可視範圍來確定宇宙就這麼大(忽略現在還一直在膨脹的問題),旅行者1號按照光速執行,也要等到930億年後才有可能回到原點,這還是走的直徑。宇宙的壽命有多長?有930億年嗎?沒人知道。

    這種歸去來兮的說法是根據廣義相對論時空彎曲理論,這種理論認為宇宙不是平坦的,而是在時空中扭曲的。

    宇宙是有界無邊的,你看起來再走直線,實際上是在引力場中走曲線,在宇宙中你永遠走不到邊,就像在地球上行走,你永遠也走不到邊,最終會走回遠點。地球在宇宙中太小了,現代科技已經將人們送上了太空,看到地球就是個球,就知道這個道理。古代人們看不到地球是個球,一直沿著直線走,永遠走不出地球,最終迴歸原點,會怎麼想呢?

    人類雖然無法驗證旅行者1號會不會歸原點,但人類的想象是無限的,可以海闊天空的假定。

    那麼旅行者1號歸去來兮證明了什麼呢?當然證明了宇宙有限無邊的道理,證明了時空彎曲的道理,或許還證明了莫比烏斯環的道理。就是這樣,大家一起來吧,在太空中讓我們的思維盡情的漫步,是一個多麼愜意的事情。

  • 10 # 艾伯史密斯

    答:莫非題主是指,旅行者一號繞宇宙走了一圈,再回到地球,就如麥哲倫環球航行一樣!

    這個想法挺大膽的,不過以旅行者一號的速度,是飛不出我們可觀測宇宙的呢!

    對於題主的想法,有一部電影正好詮釋了這個問題,科幻系列大片《星際迷航1—無限太空》。

    電影劇情簡介:星曆7410,星際艦隊的進取號,在一未知星雲處,遭到未知生命的進攻,進取號完全沒有還手能力,然後進取號上的一位女Navigator埃莉亞被對方劫持。經過一番波折,柯克船長帶領船員揭開了謎團,真相讓他們大吃一驚。原來未知生命,正是二十世紀末,人類發射的旅行者6號(實際並不存在),旅行者6號經過幾百年的航行,被捲入未知蟲洞,並被未知的高階生命捕獲,高階生命賦予了旅行者6號智慧,現在旅行者6號回來探尋它的製造者,就如人類探尋自身的製造者一樣!

    以上只是影視作品的大膽想象,實際當中,旅行者1號要是再飛回地球,那絕對是驚天動地的訊息:

    (1)有可能是遭遇未知蟲洞,然後蟲洞的另一邊通往太陽系;

    (2)也有可能是被其他高階生命改造,如《星際迷航》描述的一樣;

    不過這作為科學幻想就行,不能當真的,旅行者一號的速度實在太慢太慢了,根本飛不出我們可觀測宇宙,甚至連銀河系都飛不出!

  • 11 # 希望4631592139582

    其實人類你們不認為很特別,很不可思議嗎,那麼人類就是變異的癌細胞,所以一定有其它的生命星球,而且很多,而像人類一樣的種族很少,各位科學家們,讓我們去征服他們吧

  • 12 # 科學黑洞

    宇宙有限無界。

    如果旅行者一號若干年後飛回太陽系,那麼我們的宇宙可能是有限無界的。

    這種觀點來源於愛因斯坦的廣義相對論,透過廣義相對論我們知道質量的存在會使時空發生彎曲,也就是說空間是存在曲率的。如果曲率為零空間是平坦的,曲率為正時空可以彎曲成閉合曲面,也就是有限無界的。如果宇宙真的是有限無界,那麼我們可能會觀察到星系的多重映象,也就是說星系的光繞著宇宙跑了N圈,我們就能看到N個映象。現在科學上尚無發現多重映象的星系,這有兩種情況:可能我們的宇宙是無限的或者是宇宙是有限的但是非常巨大的,光線來不及繞宇宙一圈。按照題主意思,連蝸牛速度的旅行者一號都回來了,我們應該早都可以觀測到星系的多重映象了。如果旅行者一號即使能回到太陽系,我們可愛的太陽可能都成白矮星了,那還會有人類去發現什麼理論猜想。

    以上是我的簡單回答,祝好。

  • 13 # 期權劉雲e

    這本身是一個偽命題,無法用來驗證,先不說旅行者能不能達到光速,就算達到也無法繞宇宙一圈回來。

    宇宙空間結構膨脹速度或遠大於光速,所有星系都在相互遠離,並且正在加速膨脹,隨著時間的推移不斷加速增長,這速度是哈柏定律裡所提到的退行速度。於1998年觀測Ia超新星得到的資料,提示宇宙的膨脹速度正在加快。

    把加速膨脹考慮進去計算,可觀測宇宙目前的半徑為460億光年,直徑920億光年,這是以任意一點為中心,飛行器的速度永遠不可能大於光速 只會離可觀測宇宙邊界越來越遙遠

    樓主的這個問題其實就是一個沒有答案的哲學問題,有邊無邊,無可求證。如果光子有智慧的話,它會比我們更瞭解宇宙的秘密,因為它能在微觀世界裡遊刃有餘,而我們人類卻不能,只能像瞎子游太空一樣感到無奈。

  • 14 # 科學船塢

    從實際出發,無論是地球、太陽、太陽系還是銀河系,下一秒都不會在同一個位置上,宇宙是在永不停息的運動著。

    依據題意來看,旅行者一號一直飛,若干年後重新回到地球附近,那能說明什麼問題呢?很簡單,要麼旅行者一號的速度衰減太快,重新被太陽引力拉了回來,要麼就是太陽系是“封閉”的,這樣的話,這件事情就鬧大了。

    無論宇宙是閉合的還是開放的,也無論宇宙是否像個球,星系都在表面上,介於宇宙內部一切物體都在運動著,就像那句老話所說,“不會兩次踏入同一條河流。”地球亦是如此,雖然地球圍繞著太陽轉,感覺上每年都會經過老地方一次,其實不然,因為太陽系在飛奔著呢,在宇宙的背景下,地球不會兩次經過相同的位置。

    太陽系、銀河系都是這樣。

    能滿足題目所設定的條件的原因,必然是旅行者一號根本未曾出過太陽系,只是在太陽系內部兜了一圈之後,回到了原點附近。因為只要是出了太陽系,就不可能再回來,無論過去多久。

    予人玫瑰,手有餘香!

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