銀河系是一個圓盤形狀的,如果我們垂直於銀河系面飛行是不是更容易飛出銀河系?

兔斯基聊科學


銀河系之所以呈現圓盤狀,是因為中心恆星甚至黑洞的巨大引力。

不管從哪個方向飛所受的引力永遠朝著銀河系中心,且這個引力大小和中心恆星或者黑洞的距離有關係,距離越近引力越大。在距離銀河系中心超大恆星或者黑洞距離相同的情況下,在相同的速度前提下飛行自身速度不能借助太陽系公轉的套移速度加成,所以實際速度會減慢,儘管垂直距離比水平距離會短很多,但垂直飛行速度會比水平方向飛行速度低很多。綜合考慮所以不存在垂直飛行就容易飛出去這種說法。


潮先森說


如果單從技術上來說這樣想真的一點毛病都沒有,但從實際上來說就比較複雜了。

銀河系屬於一個棒旋星系,也就像樓主所說是一個圓盤形狀。銀道面的平面直徑約為10萬光年,垂直直徑約為1.2萬光年,從表面上看垂直於銀道面的確可以更快的飛出銀河系。而且由於銀河系的銀道面和太陽系的黃道面存在一個60度的夾角,如果垂直於銀道面向上飛,基本和黃道面平行,並不完全影響利用太陽系內大行星的引力彈弓。但這些都是理想化或者表面化的問題,如果要真的飛出銀河系還要面臨很多深層次的實際問題。

第一、 首要問題:人類為什麼要飛出銀河系?

從理論上說,一個航天器只要達到110-120千米|每秒第四宇宙速度都能飛出銀河系。但問題是,即便是在理想情況下,人類無論怎樣飛,以銀河系之浩瀚都需要巨量的時間。以第四宇宙速度為例如果要平行於銀道面飛出銀河系,在直線理想的情況下人類需要1.5億年(以半徑算);垂直於銀道面需要18000萬年。即便是有一天人類能夠無限的逼近光速也需要5萬年或6000年的時間,對於人來說,或者對於人類來說已經沒有什麼意義。

因此在現階段人類為什麼要飛出銀河系是一個不盡科學家,甚至連科幻小說家也很難回答的問題,已經沒有什麼意義。

第二、優劣分析:平行於銀河系銀道面飛行的優缺點有哪些?

雖然從理論上只要時間足夠,一艘飛船隻要達到第四宇宙速度無論是平行於銀道面,還是垂直於銀道面都能飛出銀河系,但由於銀河系的特殊條件兩者還是有明顯的區別。

平行於銀道面飛行的優點:一、利於補充能量:銀河系大部分恆星系都位於銀道面上,以平行的方式飛行能在途中獲得源源不斷的能量供給;二、利於加速:飛船平行於銀道面飛行不僅能在飛行途中獲得不斷的能源供給,而且能更大限度的利用恆星或行星的引力彈弓效應,已獲得更快的加速度。這對於宇航速度不高的飛船來說尤為的重要。

平行於銀道面飛行儘管由以上重要的優點,但缺點同樣突出。首先是距離大幅增加,從6000光年增加到50000光年(都以半徑計);其次是風險增加,平行於銀道面儘管能獲得不斷的能源供給和持續的引力彈弓加速,但由於在這個平面上有太多的天體,無形中也增加了相撞的概率,極易造成船毀人亡的發生。

第三、優劣分析:垂直於銀河系銀道面飛行的優缺點有哪些?

垂直於銀道面的優缺點幾乎和平行於銀道面相對。優點是減少了飛行的距離,減少了相撞的概率,但卻也因此減少了補充能量和利用引力彈弓加速的機會。

第四、航天中的兩個偽概念,究竟怎樣飛才最划算?

偽概念①銀河系是一個圓盤:這其實涉及一個天文學劃分的問題,在天文學領域通常情況下為了能夠直觀對一個星系進行描述,往往以大型天體做為界限,譬如說人們常說的冥王星或者柯伊伯帶為太陽系疆界,也不能說錯,只能說不準確,星系間更嚴格規範的劃分應該是以引力影響範圍作為依據。因此如果要按照引力影響來看銀河系的話肯定不是一個圓盤形狀,而更接近於一個壓扁了的球體,它垂直中心點的直徑應該遠大於通常認為的1.2萬光年。小編個人認為至少應該在4萬光年以上的範圍。(如上圖左)

偽概念②宇航飛行是直線飛行:在航天領域可以說就沒有所謂的直線飛行,即便是能達到光速也受到曲率的影響會產生一定的彎曲。如上圖右所示,飛行的速度越慢越容易受各種情況的影響,飛成弧形,甚至曲線。

那麼綜合利弊從實用角度考慮,假設人類飛出銀河系成立,那麼到底應該怎樣飛呢?其實這主要取決於兩個原因:飛行速度、飛船能源的自持力。假設說這艘飛船能達到光速的10%以上,那麼這艘飛船減速、補充能源所需的時間和代價就將會變得非常巨大,運用引力彈弓的效果和難度之間也越來越不成正比,而且在星系群內航行也無疑增加了相撞的概率。除此之外按照一般思維,如果人類真能將一艘飛船加速至光速的10%,那麼這艘飛船的自持力一定非常可觀,所以我認為在這種情況下應該選擇垂直於銀道面,以節省時間。反之,如果如果不能將一艘飛船加速至光速的10%,還是老老實實的圍著銀道面轉圈圈吧。

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【靜態的銀河系被描繪成(一個)圓盤形狀】

看星河,靜態的銀河系被描繪成圓盤形狀。盤面約 10 億光年,中心高差約 1.2 億光年。

如果真的是這樣,垂直於銀河系盤面飛行,(想象)更容易飛出銀河系。

【但】真實狀況,(並) 不是這樣!!!

【動態的銀河系】①眾星圍繞著 [銀心] 飛旋;②銀心帶著眾星馳弦。( 附:太陽系動圖,配合理解 )。

(這)【很難想象。但很重要】!

垂直於 [銀河系盤面] 飛行有兩種路徑

1,(垂直)超過銀河的飛行速度。

讓 [你] 的飛行速度 比 [銀河] 的飛行速度【更快】飛到 [銀河] 的前面去。無法想象,(那)【 需要多麼大的能量啊 ?!】

2,靜止不動。(爽)!

如果 [你] 有“超能量”,保持自身靜止不動,讓銀河把 [你] “丟下”。這樣,自己靜止不動,輕鬆地飛出銀河系,其不更爽 !?

但,(這)【不可能】!

宇宙,古往今來,上下四方,萬事萬物,弦旋旋弦 …… (我們)知之甚少!

【人類智慧。始終在路上 …… 】

[中和悟道] 2020-02-23 (網絡圖片)





中和先生326


銀河系是碟狀圓盤形狀,直經約10萬光年。中間厚有6000光年,到太陽系所在的邊緣就只有一半厚度了。

巨大的銀行系以四條旋臂組成的銀盤為主體,圍繞著中心的銀球不停地旋轉,看上去就像急流中的漩渦。因為銀盤中的所有恆星和星雲都受到了銀心黑洞及密集大恆星的引力影響。

當然以太陽系為座標試圖飛出銀河系的深空飛行器也為銀心引力所牽制。然而飛行器要飛出銀河系首先要具備第三宇宙速度16.7km/s飛出太陽系,在此基礎上初速度必須提高到120km/s的第四宇宙速度,也就是銀河系逃逸速度。飛行器才能飛出銀河系。

但這個飛行是藉助了太陽系本身的公轉速度217km/s,換言之飛行器實際的銀河系逃逸速度是337km/s。況且飛行器在飛出太陽系提速的過程中還可以運用飛行過程中遇到的其它恆星產生的引力彈弓效應更快地達到逃逸速度。

而如果放棄銀河系平面飛行,改用垂直飛行。看似在距離方面大為縮短,實際飛行將不能借助太陽系的公轉速度,甚至還要消除公轉帶來的慣性力量,以及銀心引力的夾角增量。飛行器垂直飛出銀河系的實際逃逸速度可能要337km/s的10倍以上。所以垂直飛出銀河系要比平面飛出難很多,幾乎難以實現。

可是人類真的要飛出銀河系,以現有的物理理論知識去解釋可以說是不可能實現。因為銀河系直徑就達10萬光年,即便我們擁有了光速飛行器,穿越銀河系也需要10萬年。10萬年都要趕上原始智人走出非洲至今的時間了。說來說去,還是宇宙太浩瀚,人類太渺小。

但我們也不要因此灰心。因為空間距離可能只是一個可變的緯度而已,如果人類的物理理論能獲得突破性的進展,科技技術進而能夠製造出反重力引擎,駕馭的飛行器能隨時進入蟲洞。那也許宇宙距離就不是問題了,飛出銀行系也就不是人類的夢想了。





科學的奧秘


太陽系距離銀河系邊緣數萬光年,而銀河系厚度3000多光年。相比而言垂直銀盤飛行確實更容易飛出去。但對現代人類沒有意義,人類連1光年都不能跨越,想跨域3000光年有點太早了。

銀河系實在太大了,最新的探測數據表明銀河系的直徑可能在20萬光年,而最初的探索中,科學家們認為銀河系的直徑只有幾萬光年,而20萬光年直徑這個數字可能在未來的探索中再一次被刷新,即便是太陽系直徑可能也在2光年左右,而人類飛行最遠的探測器旅行者一號飛出去220億公里,還不到光一天傳播的距離(約260億公里),連太陽系都沒有飛出去卻想著飛出銀河系,實在是有點太不自量力了。對於現代人類來說,飛出銀河系並不是需要考慮的問題,因為即便集中人類所有的力量也辦不到,是人類認識水平的限制,指望目前的這種飛行模式,飛出銀河系簡直是妄想。所以目前人類要做的就是不斷地探索,包括探索太陽系,用望遠鏡探索遙遠的星空,提升人類對宇宙的認識。

太陽系的簡化模型也是扁平盤狀,但人類發射的探測器卻並不是垂直於太陽系盤,而是沿著盤狀構造向外側飛去,目的是研究太陽系的構造,研究行星的特徵等,提升人類對宇宙的認識,只有認識提升,才能找到飛出太陽系乃至銀河系的辦法。以銀河系的廣度,現有的任何方式都飛不出去,飛行速度不夠,人類的壽命也不夠,只有不斷探索找到類似於蟲洞的宇宙特殊構造,才能極大地縮短飛行時長。所以人類目前發展的重點是探索,而不是飛到這飛到那,所有的航天項目都有明確的目標,而且是很現實的目標,旅行者一號二號是為探索太陽系外側行星發射的,只不過探索任務完成後燃料仍有剩餘所以美國才控制它們向更遙遠的地方飛行,新地平線號是也是為了類似的探索項目,本質上仍是基於瞭解太陽系的目的進行的,不是為了往出飛,光飛有個什麼作用。

相較於銀河系的直徑和厚度,垂直於銀盤向外飛行確實更容易,前提是人類得有那個實力,要不然一切都是空話。即便是曲速飛行器,要跨越3000光年厚的銀盤也不是簡單的事情,要耗掉的能源是我們無法想象的,整個地球的能源也未必夠。


來看世界呀


理論上來講的確如此,銀河系屬於旋渦星系中的棒旋星系,形狀比較接近於扁平的圓盤,中間核球處是超大質量黑洞,聚集著大量的老年恆星,等著被黑洞吞噬。銀河系的直徑20萬光年,中心核球的厚度大約是1.2萬光年,太陽系位於銀河系的旋臂之上,距離銀心大約2.6萬光年處。因此飛出銀河系最近的方式就是垂直銀河系平面飛行,距離不超過6000光年。

那麼有人可能會有疑問,為什麼人類發射的探測器不垂直於太陽系的黃道面飛行,不更利於飛出太陽系嗎?這跟垂直於銀河系飛行應該是同樣的道理才對呀?實際上並非如此,太陽系的八大行星雖然主要都集中在黃道面上下,整體看上去太陽系就像是一個圓盤狀,但如果繼續向外去看,天文學家提出過一個猜想,認為在最外層有一個特殊的結構,它們是長週期彗星的大本營,那就是奧爾特雲,最外層直徑大約是2光年,這也被認為是太陽引力所能作用範圍的極限。

奧爾特雲整體看上去就像是一個人球體包裹著太陽,因此無論向哪個方向去飛行,最終都要飛行過1光年的距離才算是真正的飛出太陽系。而如果垂直於黃道面來飛行,那意味著只能靠著自己攜帶的能源,藉助不到大行星的引力彈弓效應了,同時探測器都有著自己的探測任務,垂直於黃道面飛行,就探測不到大行星了。

天文學家通過對銀河系內大量恆星的觀測構造出了銀河系的整體形象,發現太陽系的黃道面和銀盤之間有著六十度的夾角。而目前發射的五顆星際探測器,幾乎都是沿著黃道面的方向來飛行,所以說旅行者一二號等飛行方向都和銀盤之間有一定夾角。但理論上來講旅行者號姐妹最終也只能繞著銀心運動,因為速度完全不達標,不能達到第四宇宙速度。



銀河系內恆星主要都集中在旋臂之上,是質量聚集區,但恆星分佈的密度並不高,例如距離我們最近的就是比鄰星,4.22光年之外。這個距離對於人類來說就是天涯海角般的距離。但是依然都在受著銀心引力作用。因此在銀河系內飛行要受到銀心的引力作用,速度不達標無論如何是飛不出銀河系的。

實際上按照人類目前的科技水平,飛出直徑兩光年的太陽系都難如登天,現在距離我們最遠的探測器是旅行者一號,它目前距離我們220億公里,速度大約是17公里每秒,超過了所在位置的第三宇宙速度,最後可以飛出太陽系,但按照目前速度,飛出太陽系大約需要17000年。




科學黑洞


不可能。

那個圓盤是個巨大的漩渦,萬有引力作用到圓盤的最外圓周。

銀河系中所有恆星都在以黑洞為軸心,旋轉著試圖掙脫黑洞的引力。

人類太過渺小,地球的引力勉勉強強掙脫,太陽系都走不出去。幻想一種迥異於恆星掙脫黑洞引力的方式逃出銀河系,痴人說夢。


白樓a


怎麼確定銀行系或者更大的宇宙是客觀存在的?幾萬光年的距離,我們現在望見得就是幾萬年前的存在了吧!



正旺電商


垂直於銀河系飛行?想都不要想。打個比方:我們用繩子栓著一個球,上面放上螞蟻,我們用螞蟻能適應的速度旋轉(讓螞蟻能適應球體的環境)。“螞蟻們”要逃離地球,有第一、二、三宇宙速度。而這三種速度還是在銀河系水平速度(還是借用銀河系離心力,垂直飛行?夢都不要。)我們的宇宙(我們感觀的宇宙還是平面宇宙,多層或許是四維)我們還沒搞清楚,也許我們(子、孫有限的範圍內)搞不清。這個問題就留給孫的孫的孫……,愚公移山,希望總是給人信心和力量,可不知“上天”是怎麼想的。垂直飛行,痴人說夢。


手機用戶醉翁閒人


圓盤形狀只是可見部分,加上不可見的暗物質暗能量我們無法判斷星系的真實形狀。它也可能是懸浮在宇宙空間的球形或者其他形狀。也可能像一汪渾水,星系是被攪動懸浮的泥沙,暗物質好比充滿空間的水。


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