综述

探索浩瀚的宇宙，一直都是人类的心愿，自从古人开始仰望天空之后，这种对未知的探索欲望就已经萌发。时过境迁，如今的我们终于可以向宇宙发射探测器，属于人类的宇宙大航海时代终于到来。其中的佼佼者有两个，分别是旅行者一号和旅行者二号。

Tips：旅行者一号于 1977年9月 5日12点56分在美国卡纳维拉尔角空军基地乘坐大力神3号运载火箭发射升空。旅行者2号探测器于1977年8月20日在肯尼迪航天中心成功发射升空。

它们是目前距离地球最遥远的人造物体，如今已经飞出内太阳系，向着边界奥尔特星云进发。因为电池即将耗尽，科学家命令旅行者一号做最后的拍摄留念，其中有一张画质模糊的照片，却让无数人深思，这是为什么呢？

通向未知的勇士，旅行者一号

在答案揭晓之前，我们不妨先说说这艘探测器到底肩负着什么样的使命。从历史上来看，旅行者一号和二号无疑是最幸运的探测器。它们正巧赶上了天文学上的一件大事。它们发射的日期刚好能赶上太阳系中几大行星呈几何排列，这让探测器可以通过这些行星的引力加速，用最少的燃料一次性造访木星、土星、天王星及海王星。

Tips：太阳系有八大行星，由近及远分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。而在这八个中，泾渭分明的有两类，靠近太阳的4个为岩石行星，远离太阳的4个为气态行星。

这样的好事，每过176年才会发生一次，下次人类想要等到这么好的发射机会，将会是2153年。借助这么好的机会，旅行者一号和二号，只用了12年便造访了太阳系的四大气态行星，通常情况下，想完成这样的使命需要花费30年的时间，也正因为可以充分利用引力弹弓效应，它们成了世界上最快的探测器。

Tips：1980年11月12日，旅行者1号从距土星124000千米处飞越土星。1981年8月25日，旅行者2号从距土星100800千米处飞过。

1977年9月5日，旅行者一号在佛罗里达州卡纳维拉尔角基地发射升空，因为使命有别，它的双胞胎兄弟早于它16天就已经离开了地球。泰坦3号E半人马座火箭的加速下，旅行者一号终于在木星附近追上了旅行者二号。

两颗探测器共同近距离观察了土星，并发现了上面有火山活动。这对科学家来说可是一件大事，因为有火山活动，就意味着土星上面可能存在着生命。在探测完成之后，旅行者二号继续探测其他气态行星，而旅行者一号调转方向，离开行星所在的黄道面，向银河系的中心飞去。

Tips：土星是密度最小的行星，拥有最多的卫星，发生过最高的风眼墙、持续时间最长的闪电暴。土星周围宽阔的环系也是太阳系中最大的环系。

当然，旅行者一号的速度只有17公里每秒，真的要飞出太阳系探寻更远的银河，怕是要等到天荒地老。但科学家还是赋予了它极高的期望，甚至在上面搭载问好的明星片，希望能被外星智慧生物发现。对我们来说，旅行者一号就是探索太空的先行者，它的未来充满未知与神秘。

令人深思的照片

因为受到技术限制，旅行者一号搭载的三块和燃料电池最多只够维持到2025年，从2007年开始，它就因为电量下降不得不关闭部分功能。

到1990年，旅行者一号已经完成了在太阳系内的科学研究任务，接下来的时间里，它只要保持住最远的距离记录，就足够在历史中留下浓墨重彩的一笔。科学家在它的借助下，第一次用照片拼出了太阳系行星的全家福。

Tips：太阳系八大行星自转方向多数和公转方向一致，只有金星和天王星例外。金星自转方向与公转方向相反，天王星则是与公转轨道呈97°角的“躺着”旋转。

其实早在任务之初，旅行者一号就传回了一张寓意深刻的照片，是人类拍摄的第一张地球和月亮的合影。不过最让人难忘的，是旅行者一号在1990年回望地球时的惊魂一瞥。

这时它距离地球64亿公里，拍摄的画面模糊不堪，像是一张曝光过度的废片，科学家还是从中找到了地球。在圆圈圈注中的蓝色光点，正是我们的母星。

从这么远的距离来看，地球就像一粒毫不起眼的沙子，但是这其中却是任何人都无法踏出去的港湾。这一粒细沙，代表了人类的一切。

Tips：旅行者1号在距离地球725万英里(1166万公里)的地方拍摄到这张历史性同框照片——就在珠穆朗玛峰的正上方，在地球的黑夜一侧。

受这张照片启发，国著名天文学家卡尔·萨根专门写了一本畅销书《暗淡蓝点》，来诉说自己体悟的一切。在书中，他提到了人类的渺小和妄自尊大、宇宙的浩瀚和未知，以及最重要的一点，地球是我们唯一的家园。现在，我们就来深刻体会一下，这位天文学家在看到照片之后，究竟在深思些什么。

Tips：苍白的蓝点是旅行者1号太空探测器于1990年2月14日拍摄的行星地球照片，记录的距离约为60亿公里（ 37亿英里，40.5 AU），是当天“全家福”系列图像的一部分的太阳系。

人类究竟有多渺小？

在这颗已经存在了46亿年的地球上，人类的历史不过是眨眼之间，如果从晚期智人登场开始算起，人类不过在这颗星球上存在了5万多年。在这五万年中，大约有960亿人在地球上生活过。

如果历史上所有人都实行土葬，按一人一平米的标准规划墓园，所占的面积也不过地球陆地面积的千分之一。在地球看来，人类就是一种到处乱跳的细菌。如果视角在放一点，地球也不过是宇宙中一粒毫不起眼的尘埃。

Tips：理论上将人类起源过程分为三大阶段：古猿阶段；亦人亦猿阶段；能制造工具的人的阶段。后阶段包括猿人和智人两大时期；它们又分为早期和晚期两个阶段。根据已发现的古猿和古人类化石材料，最早的人类可能在距今300万年或400万年之前出现。

就像旅行者一号在64亿公里外拍摄到的画面一样，地球和整个宇宙相比实在太过渺小。如今，旅行者一号已经飞出了0.0025光年的距离，而太阳系的范围是2光年左右，这个小小的探测器想飞出太阳系，还需要上万年的时间。

而太阳系，也不过是银河系一条悬臂上的沙粒。整个银河系包括了至少1000亿到4000亿颗恒星和各种星团、星云，以及无数的宇宙尘埃。整个银河系的面积大概有20万光年，厚度大约2万光年。所有可见物质的总和，是太阳的1400亿倍。

Tips：银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成，最新研究表明银河系拥有四条清晰明确且相当对称的旋臂，旋臂相距4500光年。

尽管庞大如斯，银河系也不过是宇宙中的一个小点。它和附近的仙女星系、麦哲伦星云等50多个星系组成了更加庞大的本星系群。这是一个由银河系以及仙女座星系为中心的稀疏集合，整个面积超过1000万光年。其中所有可见部分的质量之和，大概是六万五千六百万亿个太阳。而在本星系群之上，还有室女座超星系团。

它由100个星系群和星系团组成，中心的室女座星系团，距离地球大概6000万光年，整个直径大概是1.1亿光年。可观测物质的质量总和，相当于10^16个太阳。而它，也不过是拉尼亚凯亚超星系团的一部分而已。

Tips：本星系群中两个质量最大的成员是银河系与仙女座星系。三角座星系继仙女座星系和银河系之后，是本星系群第三大的星系，也是长久以来以肉眼可以看见的最遥远天体。

这个拉尼亚凯亚超星系团包含超过10万个大型星系，质量是银河系的10万倍。在这个巨大的尺度下，所有星系，都变成了一条条类似丝带的样子，其中每一条丝带上的一个点，都是一个巨大的星系。

目前已知的范围，大概是5.2亿光年，这是人类目前能观察到的最大的星系集团。在它的中心，有一处重力异常，影响着周边2.5亿光年的星系向它移动，被我们叫做巨引力源。

Tips：拉尼亚凯亚这个词来自于夏威夷语，意为“无尽的天堂”，这个名称是由任教于卡比奥拉尼社区学院的夏威夷语副教授 Nawa'a Napoleon 所建议的。

我们的银河系，正在以600公里每秒的速度，向拉尼亚凯亚超星系团的中心坠落，包括我们前面提到的所有星系都是如此。因为大家都在向着一个位置移动，所以我们和其他星系之间的距离也在缩短。

大约过上50亿年，仙女座星系团就会和银河系相撞，成为银河系的一部分。在这之后，银河系会坠入处女座超星系团，并最终坠入这个神秘的巨引力源之中。

Tips：仙女星系位于仙女座方位的拥有巨大盘状结构的旋涡星系，梅西耶星表编号为M31，星云星团新总表编号位NGC 224，直径22万光年，距离地球有254万光年，是距银河系最近的大星系。

而想要从地球逃离拉尼亚凯亚超星系团，光大概需要2.6亿年，旅行者一号大概需要4.4万亿年。也就是说，人类到目前依旧无法避免坠入巨引力源的命运，尽管留给我们的时间还很长很长，但没有人可以乐观得估计，我们在未来，真的可以逃出这份诅咒。

就算逃出去了，人类面对的，依旧是广阔无根的宇宙。

宇宙到底有多大？

宇宙到底有多大？这是一个目前来看无法回答的问题，目前人类只知道，可观测宇宙的大小，大概是930亿光年。

得出这个结论对科学家来说已经非常难了，我们现在最大的光学望远镜，哈勃望远镜，能观测到的范围也不过134亿光年，再远的东西便完全看不到了，这是因为宇宙一直都处在膨胀之中。

Tips：2021年1月14日，国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)团队联合发布了最新巨幅二维宇宙地图 。

按照大爆炸理论的解释，宇宙是137亿年前，由一个密度无穷大的奇点爆炸之后出现的。所有的物质、星球，都是在大爆炸之后，冷却形成的。

因为宇宙还在不断得膨胀之中，所以如果能找到膨胀边缘形成的物质，我们大概可以通过计算得到，这些遗留下来的东西所处的范围，是多少年前宇宙的边界。

Tips：大爆炸宇宙论认为宇宙是由一个致密炽热的奇点，于137亿年前的一次大爆炸后膨胀形成的。

比如说在大爆炸之初，因为宇宙中各物质的密度还特别高，所以正反粒子总会碰面发生湮灭，同归于尽。所以在刚开始的时候，宇宙里除了能量之外什么也没有。

只有等到宇宙足够大的时候，密度和温度减小，才让正反粒子之间见面的概率大幅缩小，才产生了稳定的物质。

由于宇宙膨胀的速度超过光速，在物质形成的漫长过程中，宇宙就已经膨胀得非常大了。在大爆炸的38万年之后，宇宙边缘的扩张已经开始产生了光子，这些留下来的光子所组成的辐射，向我们记录了大爆炸38万年后宇宙的大小，大概是930亿光年。

Tips：宇宙大爆炸那一刻，温度达到无穷大；宇宙大爆炸后1秒，温度降低到约为100亿度；在大爆炸后的大约3秒，温度降到了10亿度，这也是最热的恒星内部的温度。

而我们地球，大概距这个边界457亿光年外，这些形成的光子所散发出来的辐射，就是我们俗称的宇宙微波背景辐射。它是我们目前能观测到的，宇宙最远的边界。但实际上，宇宙已经在这个边界的基础上，又膨胀了一百多亿年。

有些学者认为，宇宙可能还不像大家认为的那样，是有边界的存在。宇宙更有可能是开放的无限区域。我们现在观测到的宇宙，不过是冰山一角，对于宇宙到底是什么样的，我们人类其实一无所知。

结语

不管我们如何赞叹宇宙的宏大，一个问题依旧摆在我们面前，那就是地球可能是宇宙中唯一适合生命的存在。

尽管我们现在已经发现了数万个星系，上千的类太阳系星系以及有可能存在生命的类地行星，但我们仍然无法确定宇宙之中是否还有生物。

Tips：目前，人类观测到的宇宙中的星系大约有1250亿个，每个星系又有着几百到几万亿颗恒星，银河系就有着大约400亿颗星球。

早在1950年，物理学家费米就已经提出了一个让我们感到绝望的悖论。为什么宇宙已经存在了一百多亿年，而所谓的智慧生物，却还没有走出星系，四处发射信号呢？讲道理，宇宙中早该留下各种各样的“人工痕迹”，被我们发现。

但实际情况是，宇宙却安静得吓人。其中最合理的解释只有两个，要么我们是宇宙中唯一的智慧生物，要么宇宙中其他的智慧生物还和我们一样原始，在100多亿年间还没有发展出星际文明。

Tips：截止目前，人类已知宇宙中有生命的星球只有地球，而地球是在大约30亿年前的前震旦纪出现原始生物的。

无论真相到底是哪一个，这都让我们感到绝望，因为不管以后科技怎么发展，人类可能都没办法离开地球，或者太阳系，这个我们唯一的家园。

旅行者一号留给我们的照片，引人深思的地方实在太多太多，无论怎么分析，我们都会得出这样的结论：人类和茫茫宇宙相比，实在是太过渺小了！