不是说太空中是真空吗？旅行者号听到的嗡嗡声，到底是啥引起的？

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今天要说的太空，可能不是你想象中的太空？旅行者1号在距离地球200亿公里的地方听到嗡嗡声？太空不是真空吗？为何还能听到声音呢？难道是什么外星生命发出的？一切都要从旅行者1号听到的那规律的嗡嗡声说起。

相信不少人都还记得，初中物理学中那道经典的例题:宇航员们在太空中面对面说话，为何互相听不到声音？初中老师告诉我们，声音的传播需要介质，固液气三者都能成为媒介。而太空是真空的环境，所以，宇航员们面对面说话是听不到声音的。

在太空中宇航员们出舱说话，是借助了电磁波来传递声音。所以，太空就是真空就这样深深的刻印在了几代人的脑海中，但是现在，这个共识似乎受到了质疑。那就是美国宇航局通过旅行者1号发现了星际空间中的嗡喻声。这到底是怎么一回事呢？
旅行者1号

要了解这件事，我们还得先了解下旅行者1号。估计各位看官很多都听过旅行者1号的大名。这是人类历史上第一艘成功飞越木星和土星的飞行器。作为一艘1977年就发射的飞行器，直到今天它的使命仍旧没有终结且还在持续运行。

它身负多项任务，其中一项特殊的探测任务使它成为了人类探索太阳系外行星的先驱，2012年，它也成为了第一个进入星际空间的飞行器，它携带了一张名为"Golden Record"（金唱片）的黄金唱片。

这张黄金唱片的制作目的是，在于向外太空的潜在智慧生命传递地球的声音和文化，展示我们星球上丰富多彩的多样性。这块特殊的金唱片上包含了多种内容，涵盖音乐、语言、图像、自然声音和问候语，我国入选的语言是闽南语。

为了确保信息的长期保存，金唱片是由黄金镀层的铜制成，以应对严酷的太空环境，保持信息的完整性和稳定性。

既然设计了将人类的文明信息传递出去，旅行者1号在执行完成木星的任务后就开始驶向了太阳系外的星际空间中。这一去就是好多年，可是一个发现，又把这艘飞行器再次拉回了我们的视野。
旅行者1号听到的嗡嗡声

根据路透社报道，NASA的科学家们在旅行者1号的仪器上监测到微弱单调的嗡嗡声。在我们常有的观念中，宇宙被认为是一片真空，一个没有空气或气体的广袤空间。而真空是根本就无法传播声音的，那么这些嗡嗡声到底是哪里来的呢？

然而，最新的NASA研究却为我们展示了这个观念的新面貌。科学家们发现，在宇宙中存在着微弱但持续的嗡嗡声，这声音源自于星际介质中的少量气体的振动。

康奈尔大学领导的研究团队研究了旅行者1号传输的来自140亿英里外的数据，发现了星际气体的存在。康奈尔大学天文学博士生斯特拉·科赫·奥克在一份声明中说：“它非常微弱且单调，因为它的频率带宽很窄。这种微弱而持续的嗡嗡声正是来自星际气体的持续等离子体波。”

实际上，宇宙空间并非纯净的真空，而是由各类星际介质组成。星际介质是一种低密度的物质和辐射的混合物，主要由气体组成。在我们银河系中，大约有15%的可见物质是由星际气体、尘埃和宇宙射线等高能粒子组成的。这些星际介质存在于恒星系统之间的巨大区域，形成了宇宙的基本组成部分。

这种星际介质中的气体大多处于电离或带电状态，被称为等离子体。这些等离子体的微弱振动形成了持续等离子体波，产生了微弱而单调的嗡嗡声。这个发现改变了我们对宇宙的看法，让我们认识到宇宙中并非理想真空，而是有着微弱但存在的气体和振动。
理想真空和太空真空的区别

在理想真空中中不存在任何物质，即压力为零的状态。在理想真空中，不存在气体分子或任何其他物质粒子，是一种理想化的状态。然而，在实际情况下，完全达到理想真空是不可能的，从各种飞行器发回的数据中可知，即使在宇宙空间，也存在微弱的星际介质和宇宙背景辐射等。

真实的太空真空属于宇宙空间中的真实物理状态，其中气体的分压非常低，接近真空状态。在太空中，气体的分布非常稀薄，使得宇航员和航天器在太空中面临接近真空的环境。虽然在太空中存在微弱的物质，但其密度非常低，可以近似地将其视为真空。

那么太空中的气体到底是怎么来的呢？有一种说法是，宇宙中的气体起源于宇宙大爆炸，这是一种自宇宙诞生以来的初始物质形成的理论。在宇宙大爆炸时刻，宇宙开始以无比高温和高能量的状态膨胀。在初始阶段，宇宙中存在的主要物质是氢、氦和少量的锂等原始元素。这些元素是宇宙中气体的最初来源。

超新星爆炸是另一个重要的气体生成机制。它是恒星的爆发性死亡过程，产生了高温高能的环境，使得更重的元素如碳、氧、铁等得以产生。这些新生成的气体会在宇宙中扩散，丰富了星系中的元素组成。

但是距离各类星球越远，气体的凝聚和聚集受到的影响较小，气体分布变得更加稀薄。打个比方，在我们银河系中，星际介质主要分布于星系盘内的区域，而星系盘外区域相对稀薄。这种分布可能与银河系结构、星系演化以及恒星形成等有关。

通常情况下，距离恒星较远的地方，重力的吸引作用逐渐减弱，导致气体分布更为稀疏。同时，恒星产生的辐射和恒星风可以对周围的气体施加压力，推动它们远离恒星，导致远离恒星的区域气体较为稀薄。

恒星形成区域是星际介质中气体密度较高的区域，靠近这些区域的气体相对较多。而距离这些区域较远的地方，由于没有恒星形成的强烈影响，气体密度逐渐降低。因此，太空中越远离恒星的地方，气体相对较少，呈现出稀薄的特点。

而正是由于这个原因，有人质疑，按上面的理论。旅行者1号既然飞离了太阳系，按理说离太阳越远，太阳对他的引力更小，那里的星际介质更少，那为何它在远离太阳系的地方听到了嗡嗡声？
太阳风的影响

在远离太阳的地方，旅行者1号在飞离太阳系进入星际空间后依然能够探测到微弱的嗡嗡声，这涉及到一种星际空间中的特定物理现象，即太阳风和持续等离子体波。

行星和其他天体之间的空间被称为行星际空间，它由太阳风主导，太阳风是一股带电粒子流，以超音速从太阳向外流动。太阳风携带着太阳的磁场，产生了一个巨大的等离子体和磁性气泡，科学家称之为日光层，笼罩着整个太阳系。

太阳风产生的粒子主要是带电的质子和电子，以及少量的α粒子和其他离子。太阳风的流速较高，可以达到每秒几百到几千公里，甚至更快。

航行者1号飞出太阳系，但在飞行过程中依然处于太阳风的影响范围之内。太阳风的带电粒子可以对航行者1号的仪器产生微弱但可测量的影响，包括在星际空间中探测到微弱的嗡嗡声，这些声音可以通过仪器被转换成可感知的信号。

而星际介质包含了银河系中分布的气体、尘埃和微小粒子。它们构成了星际空间的基本组成部分。在星际介质中，存在微弱但持续的振动。

这两个因素之间的关系在于，太阳风可以影响星际介质的性质和行为。太阳风的高速带电粒子流可以与星际介质中的物质发生相互作用。这种相互作用可能导致星际介质中产生更复杂的等离子体结构，形成持续等离子体波。

星际介质，尽管密度较低，但并非是真空。它包含了稀薄的气体、尘埃以及其他微小的粒子。在这样的星际介质中，存在微弱但持续的振动，形成了持续等离子体波。这些波的频率很低，通常在无线电频率范围内。
结语

旅行者1号目前距离地球超过220亿公里。它仍在与地球通信并返回数据，但其动力源正在逐渐减弱。探测器的放射性同位素热电发电机（RTG）将钚-238衰变产生的热量转化为电能。

这些发电机的半衰期为87.7年，因此它们每87.7年将损失大约一半的功率。根据NASA宇航局的消息截至 2023 年 2 月 14 日，旅行者1号的同位素热电发电机仍产生约 280 瓦的功率，足以为关键系统和仪器供电。

航天器的主要无线电发射器用于将数据发送回地球，工作功率约为2瓦。NASA宇航局的工程师正在仔细监测探测器的功率水平，并正在制定节省电力和延长任务寿命的策略。但在它的同位素热发电机耗尽后，它将无法再与地球通信，将永远继续在星际空间中漫无目的流浪。

或许有一天，旅行者1号上携带的黄金唱片，真的能被外星系智慧生命发现也说不定。不过那一天我们是注定看不见了。因为按照旅行者1号的妹妹，旅行者2号的行进速度作为参考，旅行者2号将会在4万年后抵达离地球17光年的恒星。

所以，旅行者1号听到的嗡嗡声并不是什么外星生命发出来的，人类发现外星智慧也是个很渺茫的事情。当然我们也不排除，外星生命主动找上我们，不过那就是后话了。

屏幕前你相信有外星智慧生命吗？
<hr>参考资料：
旅行者1号；NASA
旅行者金唱片；百度百科
NASA航海家一号发现太阳系外星际嗡嗡声；路透社，2022
来听！冲出太阳系的“旅行者”传回了140亿英里外的宇宙低喃；人民资讯，2022
行星和其他天体之间的空间中有什么？The Science Space
当电池耗尽时，旅行者1号会发生什么？Quora