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立方厘米 飛了185億公里，旅行者號發(fā)現(xiàn)真空物質(zhì)越來越多，究竟怎么了

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太空很空，比地球上我們能夠制造的真空還空得多，但它并不是絕對的空，總還是有一些粒子存在，我們發(fā)射的探測器能夠測出太空的物質(zhì)密度。
美國宇航局（NASA）上世紀(jì)70年代發(fā)射的兩艘航天器旅行者1號和2號都已飛出了太陽系的日球?qū)禹敚M(jìn)入了星際空間。你想的可能是，星際空間應(yīng)該更空曠，物質(zhì)密度應(yīng)該低于太陽系內(nèi)部，然而這兩艘飛船最新發(fā)回的數(shù)據(jù)卻讓人大跌眼鏡，越往星際空間深處飛，它們測得的物質(zhì)密度反而越來越大，這究竟是怎么回事呢？科學(xué)家們暫時(shí)還無法準(zhǔn)確解釋。
立方厘米 飛了185億公里，旅行者號發(fā)現(xiàn)真空物質(zhì)越來越多，究竟怎么了
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旅行者1號和2號都是在1977年發(fā)射的，經(jīng)過35年和41年的長途跋涉后，它們分別在2012年和2018年穿過了日球?qū)禹敗栵L(fēng)和星際介質(zhì)交匯的地方，正式進(jìn)入了星際空間。
在太陽系里，太陽風(fēng)的質(zhì)子和電子密度平均為3-10個(gè)/立方厘米，離太陽越遠(yuǎn)，其密度就越低。而根據(jù)此前的計(jì)算，銀河系中星際介質(zhì)的平均電子密度約為0.037個(gè)/立方厘米，日球?qū)禹斠酝獾牡入x子體密度約為0.002個(gè)電子/立方厘米。可以作為對比的是，一個(gè)50公斤的人，身體里每立方厘米大約有200萬億億個(gè)粒子，人類制造的保溫瓶，所謂的真空里面仍然有1萬億到100萬億個(gè)粒子。
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兩艘旅行者號飛船穿越日球?qū)禹敃r(shí)，其等離子體波科學(xué)儀器都探測到了等離子體的電子密度，旅行者1號在183億公里處探測到0.055個(gè)電子/立方厘米，旅行者2號在179億公里處探測到0.039個(gè)電子/立方厘米，兩者數(shù)值基本一致。
但在星際空間中繼續(xù)飛行了29億公里后，旅行者1號發(fā)來了令人吃驚的數(shù)據(jù)，星際介質(zhì)的密度增加到了0.13個(gè)電子/立方厘米；而旅行者2號僅僅多飛了6億公里，到達(dá)185億公里處，就發(fā)現(xiàn)介質(zhì)密度增加到了0.12個(gè)電子/立方厘米。
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這究竟是怎么回事呢？科學(xué)家們百思不得其解，雖然比起地球表面1立方厘米空氣中就有10萬億個(gè)電子來，這個(gè)密度似乎不足掛齒，但在星際空間這卻是一個(gè)非常重要的問題，尤其是還不知道這是什么原因?qū)е碌那闆r下。
研究人員認(rèn)為一種可能性是，當(dāng)星際磁場線覆蓋在日球?qū)禹敃r(shí)，磁場線會變得更強(qiáng)，可能會形成一種電磁離子回旋不穩(wěn)定性，耗盡覆蓋區(qū)域的等離子體，而旅行者2號也確實(shí)在穿越日球?qū)禹敃r(shí)探測到了比預(yù)期更強(qiáng)的磁場。
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另一種可能則是，星際風(fēng)吹來的物質(zhì)在到達(dá)日球?qū)禹敃r(shí)會減速，從而導(dǎo)致某種交通堵塞，這可能在新視野號上已經(jīng)探測到了，它在2018年捕捉到了日球?qū)禹斨兄行詺浞e聚產(chǎn)生的微弱紫外線信號。
科學(xué)家們認(rèn)為，也有可能是這兩種機(jī)制都同時(shí)發(fā)揮了作用，未來旅行者號傳回更多的數(shù)據(jù)，或許有助于搞清楚這個(gè)問題。
是不是完全無法想象？我們自認(rèn)真空的保溫瓶，粒子數(shù)竟然達(dá)到了每立方厘米上萬億顆；我們認(rèn)為的完全真空，銀河系的星際空間，每立方厘米仍然有0.1個(gè)粒子，相當(dāng)于我們身體大小的空間里，就有數(shù)千個(gè)粒子；尤其不可思議的是，人類四十多年前制造的探測器，飛到如此遙遠(yuǎn)的地方竟然還能用，還能探測出比保溫瓶真空稀薄十萬億倍以上真空中的粒子數(shù)目，科學(xué)家們還能從中發(fā)現(xiàn)細(xì)微的差別，并努力尋找原因以徹底了解宇宙的奧秘，人類文明的發(fā)展，可能早就已經(jīng)超出絕大多數(shù)人的認(rèn)知視界以外了。如果我們不能伸長脖子努力眺望這個(gè)視界，也許很快就會被科學(xué)淘汰。

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