银河系是扁平状的,垂直银道面往上飞行,是否更容易飞出银河系?

自古以来人类一直有一个飞天梦想,如今人类的飞天梦想已经实现,于是人类的又有了新的目标,那就是遨游宇宙,自50年代人类航天科技兴起之后,人类一直朝着这个目标不断前进,可是随着人类对宇宙认识的深入,才发现人类新树立的这个梦想有多遥远,经过科学家观测和分析,人类梦想遨游的宇宙大到无法想象,即使可观测的宇宙大小都有930亿光年,这还不包括不可观测的宇宙部分,如果把不可观测宇宙部分也算进去,人类可能根本无法实现遨游宇宙的梦想。

人类绘制的宇宙全景图,大小为930亿光年

其实以目前人类的科技,不要说遨游宇宙,就算是穿越我们所在的太阳系都非常吃力,人类在1977年就发射了多个深空探测器企图飞出太阳系,其中飞行最远的探测器是旅行者1号,它用了40年才飞出太阳系边界,当然这个太阳系边界还是传统的边界,据说太阳系真正的边界并非在冥王星附近,而是位于距离太阳2光年远的奥尔特星云外层边缘附近,如果以旅行者1号最高的速度(时速6万公里)飞到奥尔特星云外层边界,需要整整4万年,人类连太阳系都飞不出去,更不用说飞出银河系到宇宙中遨游了,银河系的区域更大,它的长度为10万光年,厚度也达到2万光年,以光速穿越整个银河系需要整整10万年的时间,由此可见人类现在谈论星际旅行还为时过早。

银河系是一个圆盘状

人类要想实现星际旅行,首先需要具备飞出银河系的能力,可是目前人类距离飞出银河系这个目标还差十万八千里,虽然人类无法穿越银河系,但是人类通过自己的想象力已经描绘出银河系全景图,从银河系全景图我们似乎发现一个细节,那就是银河系是扁平状的,就像一个圆盘一样,四周边界很远,但是上下边界很短,于是就有人说,既然银河系是扁平状的,为什么不垂直银道面(银河平面)往上或者往下飞行,这样不是更容易飞出银河系吗?

垂直银道面往上飞只需要1900光年,平行银道面往上前飞需要7.4万光年

首先我们先来看看太阳系在银河系什么位置,太阳系位于银河系第二条主旋臂的外层边缘地带,这里距离银河系中心为2.6万公里,而银河系的直径为10万光年,也就是说如果从这里出发,平行于银道面往外飞行,飞出银河系需要穿越7.4万光年的距离,这个距离人类想都不敢想,不过朝着银河系往上或者往下飞距离就短了很多,如果朝着下面往下飞,只需要穿越1.8万光年就可以飞出太阳系,而如果往上飞距离更短,只需要飞行1900光年就可以飞出银河系,虽然1900光年对人类来说依然很远,但是与平行银道面往外飞行的7.4万光年相比,已经足足缩短了近40倍的距离。

银河系各个方向都受到中心黑洞引力影响

飞行距离如此悬殊,科学家依然不考虑垂直银道面往上飞行,他们认为平行于银道面飞出银河系是最优路线,之所以得出这样的观点,主要包括两个原因。

第一个原因就是引力因素,其实不管宇宙飞船是往上、往下还是往前飞,都会受到银河系中心黑洞的引力,而且朝各个方向飞行的引力是相等的,银河系中心黑洞产生的引力就像一个巨大的引力罩包裹着银河系,四面八方都存在它的引力,因此不管往哪个方向飞行,都必须满足一个条件,那就是达到第四宇宙速度(120km/s,时速43万公里),只有满足这个条件才能飞出银河系,不然往哪个方向飞行都无法飞出银河系。

银河系引力弹弓效应利用示意图

第二个原因:引力弹弓效应。什么是引力弹弓效应?所谓引力弹弓效应就是宇宙飞船充分利用天体的引力达到加速、节省燃料、调整飞行方向的目的,科学家认为平行于银道面往外飞行是最优路线,就是因为这条路线存在很多恒星和行星,人类的宇宙飞船可以充满利用这些恒星或行星的引力弹弓作用,实现加速和节省燃料目的,如果垂直于银道面往上飞行,由于那里的星球很少,几乎无法使用引力弹弓作用,因此宇宙飞船根本不够燃料飞出银河系,飞到一半可能就耗尽燃料了,没有了燃料一切都是空谈。

旅行者1号、2号、先驱者10、11号都是平行于黄道平面飞行

这两个因素同样适用于飞出太阳系,人类发射的旅行者1号、2号、先驱者10号、11号都不是垂直黄道平面往上飞或往下飞,而是平行于黄道平面往前飞,因此这样飞行才有足够的燃料飞出太阳系传统边界(冥王星附近轨道),因此未来人类如果具备飞出银河系的能力了,肯定是选择平行于银道面往前飞行,而不是垂直于银道面往上或往下飞出银河系。