說起科技的進步和發展，就必然會說到宇宙的探索，對於宇宙的探索，其實很多人都不會有太多的瞭解。大多數人僅限於知道人類現在已經能夠登陸月球，還能往火星上派送無人探測車給火星拍照。

但相信很多人都不知道，人類製造的無人飛船已經飛離太陽系了（以海王星執行軌道為界），當然的一般人對太陽系的大小沒有一個準確的認識，按照我們平時看到的太陽系模型，太陽系的邊緣行星海王星與地球的距離似乎並不怎麼遠。

實際上，由於真實的太陽系比例太過誇張，打個比方，假設太陽是一個放在足球場中間的足球，而地球則是太陽旁邊的一個小小的玻璃球，從這個玻璃球上，發射出一粒塵埃，經歷漫長的距離和時間後，這個塵埃竟然被扔出到足球場之外了。

這本身是一件值得全世界人類慶賀的事情，因為這說明人類的宇宙探索能力再進一步了，但遺憾的是，在飛船在離開太陽系後，卻發現宇宙外的太空物質數量越來越多。

旅行者號是如何離開太陽系的？

但是科學家們會因為這個新發現感到失落，原因很簡單，宇宙物質數量增加這個情況意味著人類探索星際空間的難度將會增加許多倍。

計劃飛出太陽系的飛船有好幾艘，其中最為著名的就是旅行者一號和二號這兩個孿生兄弟飛船，它們完美完成了系內行星近距離探索任務和突破被太陽風包圍的日球層。

這兩艘飛船都是上個世紀七十年代發射到宇宙中的，它們任務很簡單，就是前往那些質量遠超地球的行星進行近距離觀察，同時藉助行星的超強重力獲得加速度，藉助增加的速度往太陽系的更外圍飛去。

因為僅僅憑藉火箭的推送能力，人類無法在地面就將飛船加速到足夠擺脫太陽重力的程度，離開地球后，飛船也無法攜帶能源獲得持續加速，我們可以將這兩艘旅行者號飛船當成是被彈弓打出去的石子，離開地球后，就很難讓它的速度增加。

所以科學家們利用了質量龐大的木星土星等行星，將飛船瞄準了這些行星，直接將飛船發射到行星的引力範圍中。

最初的一站是木星，在接近木星後，飛船為木星拍照，使用攜帶的十數種高科技儀器，將木星的相關資訊都收集起來，最早獲得這些行星近距離照片的就是旅行者號，至今我們看到的木星照片還是它們拍的那些。

收集資訊只是順便的，在資訊收集完畢後，飛船會收起儀器，使用自身攜帶的核能電池，調整飛船的方向，讓飛船靠近引力巨大的行星，行星的引力讓飛船加速墜落，獲得這增加的速度後，飛船再次調整方向，往更遠離太陽系的方向飛去。

每一次靠近行星，都能讓飛船的速度增加速度，所以正常情況下只要利用土星和木星的重力進行加速，就已經能達到第三宇宙速度16.7公里每秒。

只有達到這個速度才能離開太陽重力的束縛，不然飛船將會像小行星一樣，圍繞太陽一圈一圈的飛行，最終墜入太陽。

增加的宇宙物質

離開太陽的路程並不短，120天文單位，1天文單位等於太陽與地球之間的距離1.5億公里，也就180億公里，用光速走這段距離需要16.66小時，而飛船與地球之間的通訊就是使用光速的電磁波進行，所以飛船發射的訊號需要十六個小時才能送達地球。

當然兩艘旅行者號飛船的速度都不可能達到光速，實際上它們的速度基本都是17公里每秒左右，與光速30萬公里每秒相差一萬多倍。換言之，兩艘旅行者號需要用16.6小時的兩萬多倍時間才能到達太陽系邊緣。

當然這只是飛船的走直線距離才能有的速度，飛船需要藉助沿途行星加速，還要收集資訊，因此兩艘飛船實際上都用了四十多年才到達太陽系邊緣。

脫離太陽系邊緣後，科學家第一時間開啟飛船的高科技探測儀器，經過四十多年的航行，飛越185億公里，原本飛船帶的十幾個儀器都已經損壞一大半了，都只剩下四五個儀器可以使用，其中有一個最為重要的儀器——宇宙射線探測系統，這個系統為科學家們展現了一個真實的星際空間。

在我們平時的觀念中，只要離開地球大氣層就算是進入了太空之中，但實際上地球周圍的宇宙空間並不是宇宙太空的正常狀態。

因為整個太陽系都被太陽風所包圍著，太陽風並不是我們生活中感受到的那種空氣流動產生的風，而是在太陽中心核聚變反應堆中發射出來的等離子體，這些等離子體實際又是由質子和電子組成的，太陽風以太陽為中心向外擴散，在宇宙中形成一個泡泡一樣的太陽風環境。

這個泡泡就是旅行者號要突破的日球層，正是因為有這個泡泡的存在，大量的宇宙射線被阻擋在太陽系之外。

所以在日球層之外的宇宙，才是真正的宇宙空間，在真實的宇宙空間中，存在著大量斑駁的宇宙射線和粒子，除此之外，在太陽系外的空間中，擁有質量的小分子密度大幅上升。

這兩個變化，讓致力於太空探索的科學家們感到十分的失落和難受，因為這意味著宇宙中物質的密度並不小，起碼比太陽系內部要大，在這樣的密度中，想要往更深處的宇宙探索，難度將會驟增。

為何宇宙物質增加會影響探索難度？

曾經有一個段子，講的是如果一滴水從萬米高空落下，在重力的加速下，被砸中的人會不會受傷呢？

如果有人要拿起筆計算水滴的加速度，那麼這道題就做錯了，因為大家都淋過雨，萬米高空落下的雨滴並沒有任何威力。

這是因為在水滴落下時，重力固然會為其一直提供加速度，但空氣阻力其實也會為其減速，速度越快的物體受到的空氣阻力就越大，當空氣阻力與下落速度達到平衡時，物體的落下速度將不會繼續增加。

質量越輕的物體獲得的加速度就越小，往下的掉落的速度就越慢，所以雨滴不會砸傷人。

在宇宙中這個最基本的物理規則也同樣能起作用。雖然在太空中沒有空氣，但是宇宙射線粒子和空間中的分子，我們可以將其看作是超級稀薄的空氣。

在正常情況下這些粒子和物質不會對我們有任何影響，就像我們生活在空氣中也幾乎不會感受到空氣的阻力一樣，但是當速度提升起來之後，這些宇宙物質就會開始作怪。

在空氣中想要將飛機加速到超音速都會產生出一個強大的空氣音障。音速僅僅是數百米每秒而已，在宇宙中航行的飛船速度遠超這個數字，比如旅行者號都是音速的數十倍。

宇宙物質的雖然增加了，星際空間也還是十分接近於真空，所謂的物質增加也不過是每立方米空間中增加了一兩個原子了而已。所以只有十幾公里每秒的速度也不會受到任何影響。但問題是，萬分之一光速的速度在宇宙中幾乎無法到達任何地方。

想要去往附近的星系，飛船最起碼要達到百分之一光速的程度，也就是比旅行者號飛船的速度還要快一百多倍，當速度增加到這個程度後，星際空間中那稀疏的宇宙物質就會開始對飛船產生不良影響。

我們知道，速度是相對的，飛船撞到原子其實也相當於原子撞向飛船，而即便是一粒微小的原子，被加速到近光速的程度後，也會產生巨大的能量。

就像空氣阻力只能對雨滴減速，但卻能讓隕石快速燃燒並完全燒化，所以宇宙物質與光速飛船的作用並不是減速，而是破壞。

宇宙物質遇到低速的飛船是無害的，遇到高度行進的飛船時，飛船會迅速被擊穿，微小原子有可能會產生原子核裂變，釋放出巨大的能量。

這個能量要麼將飛船炸爛，要麼將撞擊到飛船物質的原子使其分裂，導致核裂變連鎖反應，於是整個飛船就都成為了一顆核彈，在星際空間中形成一顆閃亮且短暫的小太陽。

簡單來說，這些宇宙物質就是我們提升速度的最強禁錮，讓我們探索宇宙的希望變得更加渺茫，畢竟以現在萬分之一光速的速度前行，去往最近的比鄰星都需要兩三萬年，這根本就是不可能到達的距離。

如何解決這個問題？

解決問題的辦法其實並不是沒有，只是現在的技術基本都不可能做到。在天空中飛翔的飛機，為了解決空氣阻力的問題，使用了流線型造型和堅固的鋼鐵外殼作為保障就能順利翱翔於藍天。

所以我們也可以沿著這個思路，製造一個能夠抵禦光速衝擊的新物質，或者設計一個能完全避開這些微小顆粒的防護層，那麼這些宇宙物質將不會再成為飛船加速的困擾。

比如從原子層面組建出一個高強度的材料，大概就是奈米材料的超級進階版，或者設計一個磁場發射器，將所有高能粒子和宇宙物質阻擋在外。

除了這個解決辦法，我們還可以考慮曲線救國的思路，要加速到光速，目的還是為了探索宇宙，到達遙遠的天體而已，如果有別的辦法直接前往這些天體，就不需要想辦法加速還有解決宇宙物質對速度的限制了。

比如曲率加速飛船，透過扭曲空間的方式前進，實際上速度是零，但卻能跨越遙遠的空間。或者穿越蟲洞，直接在空間中跳躍，速度和距離再也不成問題。

結語

現在的情況是，我們越探索宇宙越發現宇宙的浩瀚和廣闊，宇宙探索的難度直線上升，但是隻要人類還存在於宇宙一秒鐘，就一定會想辦法突破這些問題。

人類發展到現在的科技水平，也只是用了一萬多年的時間，現代科技的出現和發展更是隻有數百年的歷史，在未來的遙遠時光中，一切問題都有可能解決的。