太陽(yáng)系邊緣驚現(xiàn)“火墻”，將近5萬(wàn)度，探測(cè)器會(huì)被燒毀嗎？

人類探索宇宙的歷史，就是不斷打破邊界的歷史。

1977年，承載著人類希望與好奇心的“旅行者1號(hào)”和“旅行者2號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，它們完成了一次壯麗的太陽(yáng)系巡游，拜訪了木星、土星、天王星和海王星，然后義無(wú)反顧地沖向了深空的黑暗。

然而，就在它們即將離開太陽(yáng)系家園的時(shí)候，科學(xué)家們通過(guò)分析傳回的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人震驚的現(xiàn)象：在太陽(yáng)系的邊緣，竟然聳立著一道溫度高達(dá) 49,427 攝氏度，約 5 萬(wàn)度的“火墻”。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)瞬間引爆了輿論。

5萬(wàn)度是什么概念？

太陽(yáng)表面的溫度才 5500 度，地心的溫度也就 6000 度。這道“火墻”的溫度幾乎是太陽(yáng)表面的 10 倍，于是，一個(gè)令人絕望的猜想隨之產(chǎn)生：難道太陽(yáng)系是一個(gè)被高溫鎖死的牢籠？我們引以為傲的旅行者號(hào)，難道已經(jīng)在邊緣被燒成鐵水了嗎？人類是否永遠(yuǎn)無(wú)法飛出太陽(yáng)系？

今天，我們就來(lái)揭開這道“恐怖火墻”的真面目，探究旅行者號(hào)穿越生死的真相。

要理解這道墻，我們首先要打破一個(gè)觀念：太陽(yáng)系并不是一個(gè)扁平的盤子，而是一個(gè)巨大的氣泡。

我們的太陽(yáng)不僅僅發(fā)光發(fā)熱，它還在瘋狂地向外噴射帶電粒子流，這股粒子流被稱為“太陽(yáng)風(fēng)”， 太陽(yáng)風(fēng)以每秒數(shù)百公里的速度向四面八方吹去，它撐起了一個(gè)巨大的磁性氣泡，籠罩著八大行星。這個(gè)氣泡，就叫做“日球?qū)印薄?/p>

在日球?qū)觾?nèi)部，是太陽(yáng)風(fēng)的領(lǐng)地。

而在日球?qū)油獠?，是廣袤的銀河系空間，那里充滿了來(lái)自其他恒星的輻射、塵埃和星際氣體，也就是“星際介質(zhì)”，這就好比太陽(yáng)在宇宙的大海里吹了一個(gè)大氣球，氣球內(nèi)部是太陽(yáng)風(fēng)，氣球外部是星際風(fēng)。

既然是兩個(gè)不同的勢(shì)力范圍，它們之間必然有一個(gè)交界處。當(dāng)強(qiáng)勁的太陽(yáng)風(fēng)終于在這個(gè)交界處耗盡了力氣，撞上了外部稠密的星際介質(zhì)時(shí)，一場(chǎng)劇烈的物理沖突就發(fā)生了，那道傳說(shuō)中的“火墻”，就位于這個(gè)沖突的最前線。

這道墻的學(xué)名叫做“日球?qū)忧省保蛘吒鼫?zhǔn)確地說(shuō)是位于終止激波附近的區(qū)域，為什么這里會(huì)這么熱？

這涉及到了能量轉(zhuǎn)換的物理學(xué)原理。

太陽(yáng)風(fēng)從太陽(yáng)出發(fā)時(shí)，是超音速流，當(dāng)它飛到距離太陽(yáng)約150億公里的地方時(shí)，受到了外部星際介質(zhì)的強(qiáng)大阻力，速度被迫急劇下降，瞬間從超音速變成了亞音速，想象一下，一輛飛馳的賽車猛踩剎車撞上了氣墊墻，根據(jù)能量守恒定律，那巨大的動(dòng)能去哪了？它并沒(méi)有消失，而是轉(zhuǎn)化成了熱能。

在這個(gè)急剎車的過(guò)程中，太陽(yáng)風(fēng)中的粒子被劇烈壓縮，無(wú)序運(yùn)動(dòng)加劇，導(dǎo)致該區(qū)域的等離子體溫度瞬間飆升，根據(jù)旅行者 2 號(hào)攜帶的等離子體科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器在 2018 年傳回的數(shù)據(jù)，該區(qū)域的粒子溫度確實(shí)達(dá)到了 3 萬(wàn)到 5 萬(wàn)攝氏度。

既然溫度高達(dá) 5 萬(wàn)度，為什么鋁合金外殼的旅行者號(hào)沒(méi)有瞬間汽化？它的電子元件為什么還能正常工作？

這里藏著一個(gè)巨大的物理學(xué)陷阱：溫度≠ 熱量，這是大眾科普中最容易混淆的概念，溫度衡量的是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)速度，粒子跑得越快，溫度越高，熱量衡量的是能量的傳遞總量，這不僅取決于粒子跑得有多快，還取決于有多少粒子撞擊到了物體上。

讓我們做一個(gè)比喻：

烤箱空氣溫度 200 度，你把手伸進(jìn)去，只要不碰到鐵壁，你可以堅(jiān)持幾秒鐘甚至更久，因?yàn)榭諝饷芏鹊?，傳熱慢，水?100 度，你把手伸進(jìn)去，瞬間燙傷脫皮，因?yàn)樗芏却?，瞬間傳遞巨量熱能，現(xiàn)在的太陽(yáng)系邊緣，情況比“烤箱”還要極端億萬(wàn)倍。

那里的粒子確實(shí)跑得極快，但是，那里的物質(zhì)密度極低極低，低到什么程度？大約每立方厘米只有不到 0.1 個(gè)粒子，那里幾乎就是真空。

當(dāng)旅行者號(hào)穿過(guò)這道“火墻”時(shí)，雖然偶爾會(huì)有幾個(gè) 5 萬(wàn)度的粒子高速撞擊飛船，但因?yàn)榱Ｗ訑?shù)量太少太少，它們攜帶的總能量對(duì)于重達(dá) 700 多公斤的探測(cè)器來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直就是九牛一毛，飛船的外殼甚至都感覺(jué)不到變熱。

相反，由于周圍是接近絕對(duì)零度的深空背景，旅行者號(hào)面臨的最大威脅不是被“燒死”，而是被“凍死”，它必須依靠自身的放射性同位素?zé)犭姍C(jī)產(chǎn)生的熱量，才能勉強(qiáng)維持儀器不被凍壞，所以“火墻”是存在的，但它是一堵“幽靈火墻”，它有極高的溫度，卻幾乎沒(méi)有殺傷力。

雖然高溫是假的，但旅行者號(hào)穿越這層邊界時(shí)，并非風(fēng)平浪靜，這道墻是太陽(yáng)系保護(hù)傘的邊緣。一旦跨過(guò)這里，就意味著失去了太陽(yáng)的庇護(hù)。

太陽(yáng)風(fēng)形成的磁場(chǎng)，幫我們擋住了銀河系中約 70% 的高能宇宙射線，這些射線是超新星爆炸或黑洞噴流產(chǎn)生的致命粒子流，旅行者號(hào)的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)它穿越日球?qū)禹敃r(shí)，周圍的宇宙射線強(qiáng)度瞬間飆升。

這里是太陽(yáng)磁場(chǎng)和銀河系磁場(chǎng)交鋒的戰(zhàn)場(chǎng)，科學(xué)家原本預(yù)測(cè)，飛船飛出去時(shí)，磁場(chǎng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但奇怪的是，旅行者 1 號(hào)發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)方向并沒(méi)有改變，只是強(qiáng)度增加了，這也證明了，人類對(duì)太陽(yáng)系邊緣的認(rèn)知依然充滿盲區(qū)。

那么面對(duì)這道“火墻”，旅行者號(hào)到底飛出去了嗎？

答案是：飛出去了，旅行者 1 號(hào)于 2012 年 8 月 25 日，正式跨越了日球?qū)禹?，成為人類歷史上第一個(gè)進(jìn)入星際空間的人造物體。它現(xiàn)在距離地球約 240 億公里，旅行者 2 號(hào)于 2018 年 11 月 5 日，也成功跨越邊界，進(jìn)入星際空間，它現(xiàn)在距離地球約 200 億公里。

它們不僅沒(méi)被燒毀，反而活得好好的，雖然因?yàn)殡娏λp，為了節(jié)省能量，工程師們不得不陸續(xù)關(guān)閉它們上面的科學(xué)儀器，但它們依然在用微弱的信號(hào)，向地球傳回關(guān)于星際介質(zhì)的寶貴數(shù)據(jù)。

雖然旅行者號(hào)穿越了“等離子體火墻”，飛出了“日球?qū)印?，但在天文學(xué)的嚴(yán)格定義上，它們并沒(méi)有飛出太陽(yáng)系，這又是一個(gè)概念游戲。太陽(yáng)風(fēng)的范圍確實(shí)飛出去了，太陽(yáng)引力范圍遠(yuǎn)沒(méi)飛出去，在日球?qū)又?，還包圍著一個(gè)巨大的彗星倉(cāng)庫(kù)，奧爾特云。

那里依然受到太陽(yáng)引力的束縛。奧爾特云的厚度可能延伸到 1 光年之外，以旅行者 1 號(hào)目前每年 3.6 天文單位的速度，它大概需要 300 年 才能抵達(dá)奧爾特云的內(nèi)邊緣，而要徹底飛越奧爾特云、徹底擺脫太陽(yáng)引力，大概需要 3 萬(wàn)年。

那時(shí)候，探測(cè)器的核電池早已熄滅，它將成為一顆死寂的金屬漂流瓶，在永恒的黑暗中滑行。

“5 萬(wàn)度火墻”的傳言，雖然在物理學(xué)上是一個(gè)誤解，但它側(cè)面反映了宇宙環(huán)境的惡劣與復(fù)雜，宇宙并不是為人類設(shè)計(jì)的溫室，它充滿了極端的溫度、致命的輻射和難以想象的空曠。

但旅行者號(hào)的故事告訴我們：并沒(méi)有什么絕對(duì)的墻能鎖住文明的腳步，那道看起來(lái)似乎能熔化一切的等離子屏障，在人類的科學(xué)與工程奇跡面前，稀薄得如同幻影，47 年前，我們向宇宙發(fā)射了一張金唱片，上面刻著：“這是來(lái)自一個(gè)遙遠(yuǎn)的小小世界的禮物，上面記載著我們的聲音、我們的科學(xué)、我們的影像、我們的音樂(lè)、我們的思想和我們的感情?！?/p>

如今，這位孤獨(dú)的使者已經(jīng)穿過(guò)了火墻，穿過(guò)了激波，正航行在群星之間，它證明了，太陽(yáng)系不是牢籠，而是搖籃，只要我們擁有勇氣和智慧，搖籃的邊緣，擋不住向往星辰大海的靈魂。