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飞了185亿公里，旅行者号发现真空物质越来越多

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太空很空，比地球上我们能够制造的真空还空得多，但它并不是绝对的空，总还是有一些粒子存在，我们发射的探测器能够测出太空的物质密度。

美国宇航局（NASA）上世纪70年代发射的两艘航天器旅行者1号和2号都已飞出了太阳系的日球层顶，进入了星际空间。你想的可能是，星际空间应该更空旷，物质密度应该低于太阳系内部，然而这两艘飞船最新发回的数据却让人大跌眼镜，越往星际空间深处飞，它们测得的物质密度反而越来越大，这究竟是怎么回事呢？科学家们暂时还无法准确解释。

旅行者1号和2号都是在1977年发射的，经过35年和41年的长途跋涉后，它们分别在2012年和2018年穿过了日球层顶——太阳风和星际介质交汇的地方，正式进入了星际空间。

在太阳系里，太阳风的质子和电子密度平均为3-10个/立方厘米，离太阳越远，其密度就越低。而根据此前的计算，银河系中星际介质的平均电子密度约为0.037个/立方厘米，日球层顶以外的等离子体密度约为0.002个电子/立方厘米。可以作为对比的是，一个50公斤的人，身体里每立方厘米大约有200万亿亿个粒子，人类制造的保温瓶，所谓的真空里面仍然有1万亿到100万亿个粒子。

两艘旅行者号飞船穿越日球层顶时，其等离子体波科学仪器都探测到了等离子体的电子密度，旅行者1号在183亿公里处探测到0.055个电子/立方厘米，旅行者2号在179亿公里处探测到0.039个电子/立方厘米，两者数值基本一致。

但在星际空间中继续飞行了29亿公里后，旅行者1号发来了令人吃惊的数据，星际介质的密度增加到了0.13个电子/立方厘米；而旅行者2号仅仅多飞了6亿公里，到达185亿公里处，就发现介质密度增加到了0.12个电子/立方厘米。

这究竟是怎么回事呢？科学家们百思不得其解，虽然比起地球表面1立方厘米空气中就有10万亿个电子来，这个密度似乎不足挂齿，但在星际空间这却是一个非常重要的问题，尤其是还不知道这是什么原因导致的情况下。

研究人员认为一种可能性是，当星际磁场线覆盖在日球层顶时，磁场线会变得更强，可能会形成一种电磁离子回旋不稳定性，耗尽覆盖区域的等离子体，而旅行者2号也确实在穿越日球层顶时探测到了比预期更强的磁场。

另一种可能则是，星际风吹来的物质在到达日球层顶时会减速，从而导致某种交通堵塞，这可能在新视野号上已经探测到了，它在2018年捕捉到了日球层顶中中性氢积聚产生的微弱紫外线信号。

科学家们认为，也有可能是这两种机制都同时发挥了作用，未来旅行者号传回更多的数据，或许有助于搞清楚这个问题。

是不是完全无法想象？我们自认真空的保温瓶，粒子数竟然达到了每立方厘米上万亿颗；我们认为的完全真空，银河系的星际空间，每立方厘米仍然有0.1个粒子，相当于我们身体大小的空间里，就有数千个粒子；尤其不可思议的是，人类四十多年前制造的探测器，飞到如此遥远的地方竟然还能用，还能探测出比保温瓶真空稀薄十万亿倍以上真空中的粒子数目，科学家们还能从中发现细微的差别，并努力寻找原因以彻底了解宇宙的奥秘，人类文明的发展，可能早就已经超出绝大多数人的认知视界以外了。如果我们不能伸长脖子努力眺望这个视界，也许很快就会被科学淘汰。

文章来源：《真空科学与技术学报》网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0225/496.html