『』银河系是圆盘状的,从垂直于银道面方向,是否更容易飞出银河系?
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目前 , 无论是人类 , 还是无人探测器 , 都还未曾离飞出过太阳系(但有五艘无人太空飞船正在离开太阳系) , 更未曾飞出过银河系 。 因此 , 我们还没有得到过真实的银河系全貌照片 。
不过 , 人类对银河系结构的了解已经是八九不离十了 。 依巴谷卫星、盖亚卫星相继观测了银河系中数以亿计的恒星 , 测量出了它们的方位、距离以及运动 。 通过这些数据 , 天文学家可以较为精确地绘制出银河系的结构 。
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结果表明 , 我们的银河系是一个拥有四条主旋臂的棒旋星系 , 结构呈现为圆盘形 。 银河系盘面直径估计为10万至20万光年 , 银河系中心是一个半径为6500光年的球状结构(核球) , 银盘的平均厚度为2000光年 。 银河系中的恒星都集中在盘面上 , 它们都在环绕银心运动 。
既然银河系是圆盘状结构 , 我们从垂直于银道面的方向是不是更容易飞出银河系呢?
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关于这个问题 , 先来简单了解一下太阳系在银河系中的所处位置 , 以及黄道面和银道面的角度关系 。
太阳系与银心的距离为2.6万光年 , 位于银道面以北75至100光年 , 并且太阳系还以大约7公里/秒的速度向北远离银道面 。
由此可见 , 从垂直于银道面并且朝北的方向飞出银河系 , 所需的飞行距离最短 , 大约1900光年 , 而且还能利用太阳系本身相对于银道面运动的速度 。
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不过 , 这样的飞行方式并不能充分利用地球绕太阳旋转的轨道速度(30公里/秒) , 以及太阳系绕银心旋转的轨道速度(230公里/秒) , 原因是黄道面和银道面不重合 。 黄道面是地球绕太阳公转的轨道平面 , 这个平面与银道面并不共面 , 而是存在60.2度的夹角 。
当然 , 太空飞船可以像旅行者1号 , 借助太阳系中的木星、土星等巨行星的引力进行加速和改变方向 。 旅行者1号以35度角从黄道面往北方向飞 , 与银道面的夹角约为25度 , 飞行方向为蛇夫座 。 通过行星的引力作用 , 可以让太空飞船沿着垂直于银道面的方向飞行 。
【『』银河系是圆盘状的,从垂直于银道面方向,是否更容易飞出银河系?】
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不过 , 以目前人类的宇航科技 , 飞出银河系是不现实的 。 据估计 , 从太阳系所在的位置逃离银河系所需的速度 , 也就是第四宇宙速度 , 约为550公里/秒 。 即便宇宙飞船能够达到第四宇宙速度 , 并且以沿着最短路径飞行1900光年 , 那么 , 飞出银河系所需的时间将会达到104万年 , 这根本就是天方夜谭 。
那么 , 如何才能有效飞离银河系呢?
如果人类想在有限的时间内飞出银河系 , 只能通过相对论效应 。
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第一种方法 , 让宇宙飞船加速度加速到亚光速 , 由于时间膨胀效应 , 这会让宇宙飞船所需的飞行时间大幅度缩短 。 举个例子 , 如果宇宙飞船的速度可以加速至光速的99.999986% , 对于飞船上的宇航员来说 , 只要1年的时间就能飞离银河系 。 与此同时 , 地球上已经过去了1900年的时间 。
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