旅行者一號飛出太陽系過程（在遠遠大於光速的宇宙膨脹中旅行者1號如何飛出太陽系）

2023-06-20 12:00:10

宇宙膨脹就像一個真在吹氣的氣球，在氣球的表面有密密麻麻的星系，隨著氣球越吹越大，這些密密麻麻的星系就會間隔得越來越寬。但距離很近的星系分開速度並不是很快，而且根據萬有引力的影響，還有可能會相互靠近，比如我們銀河系和仙女座星系，就在以每秒數百公裡得速度相互吸引著靠近。

我們現在用插竹竿來比喻，我們每隔1米插一根竹竿，一條直線上插了100根竹竿，最遠的那根竹竿就距離我們為100米。如果這些竹竿在膨脹的時空中（氣球表面），均勻的分開，距離我們最近的那根竹竿離開了1米，距離我們就成了2米，而每一根竹竿都以同樣的速度膨脹分開，第二根就距離我們4米，第三根距離我們6米，餘此類推，最遠的那根竹竿距離我們就200米遠了。

如果這個時間用了1秒鐘，最近的1秒鐘就分開了1米，而最遠的那根1秒鐘就離開了我們100米。再遠呢？若干光年以外呢？事實上，宇宙膨脹速度遠遠沒這麼快。

Mpc表示百萬秒差距，大約為326萬光年。這個數據是普朗克衛星長期跟蹤測量得出來的。這個數據通俗的說就是在距離我們326萬光年的地方，星系離開我們的速度每秒鐘約67.8公裡，正負誤差為0.77公裡。

然後越遠越快，越近越慢，而且是各向同步均勻膨脹的。

看起來這個膨脹速度是很慢的，每秒鐘才約68公裡，光速是每秒30萬公裡，差遠了。但我們想一想，我們的宇宙已經有930億光年的可視範圍，還不算不可視範圍。即使按照這個可視範圍半徑來測算，就是465億光年，是326萬光年的14264倍，用這個數值乘以67.8公裡，就是每秒約96.7萬公裡，3倍多光速！

但距離我們最近的天體膨脹速度有多快呢？我們也可以計算出來。326萬光年的地方膨脹速度為每秒67.8公裡，那麼一光年的地方就是67.8公裡/326萬，等於約21.2釐米。

旅行者1號的飛行速度現在約17公裡/每秒，宇宙膨脹速度在1光年的地方才21.2釐米每秒，在我們附近幾乎就可以忽略不計了。

按照現在的速度，旅行者1號飛出太陽系引力範圍（約半徑1光年）還需要7萬多年的時間，而每年1光年的地方宇宙膨脹哈勃常數為669公裡（21.1x3600x24x365.25/1000000）/年，7萬多年就膨脹了4683萬公裡而已。旅行者1號只要多飛40幾天就能抵消宇宙膨脹的速度了。

而且旅行者號探測器在飛行中也享受著宇宙膨脹帶來的空間移動，抵消時間還可以縮短。

所以，宇宙膨脹對於我們人類現在近距離的航天（相對於宇宙大尺度來說）幾乎沒有什麼影響。旅行者1號距離我們現在有215億公裡了，只是1光年的440分之一，在這個地方宇宙膨脹的速度0.048釐米/秒，也就是半個毫米，完全可以忽略不計。

這就是時空通訊對宇宙膨脹的理解，也是宇宙膨脹與現階段航天飛船關係及影響的理解，願與大家共享。