茫茫宇宙,空间无垠。总有一天,人类会进行星际航行,走向外面的世界,探索广袤的宇宙,那么届时我们要在宇宙中如何精确定位自己的位置和时间,以确保不会迷失在黑暗无边的宇宙中呢?、
在地球上,我们有卫星,通过卫星定位,人类永远不会迷失在路途上,但是在宇宙中,没有人造卫星,人类无法通过接受卫星信号来定位导航,因此这时候人类需要寻找宇宙中的天然卫星以实现星际航行。
没错,目前科学家已经找到了这种方法,它就是利用几千万光年外的脉冲星发散信号来定位定时,简直不可思议!
所谓脉冲星,又称波霎,就是有10^7—10^14T强磁场的快速自转的中子星,在1967年首次被发现,为会周期性发射脉冲信号的星体,直径大多为10千米左右,自转极快,其自转周期竟然小到0.0014秒。要达到这个速度,连白矮星都不行。
科学家就是利用脉冲星其奇异的特性——短而稳定的脉冲周期来定位定时,其周期甚至比原子钟还稳定(原子钟,是一种计时装置,精度可以达到每2000万年才误差1秒),至于为何脉冲星能产生如此稳定而强烈的周期脉冲,目前普遍接受的是灯塔效应,就像旋转的灯塔一样,由于中子星本身存在着极大的磁场,强磁场把辐射封闭起来,使中子星辐射只能沿着磁轴方向,从两个磁极区出来,这两磁极区就是中子星的“窗口”,所以中子星表面只有两个亮斑,别处都是暗的,当它每自转一周,我们就接收到一次它辐射的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲。
那么科学家要怎么利用几千万光年外的脉冲星进行定位导航呢?
据专家介绍,利用脉冲星进行导航是基于脉冲星三角测距的概念来进行,即通过几个不同位置的信号源,依照他们信号到达探测器的时间来测定飞船的位置,简单的来说,当你在宇宙中遨游时,你周围有至少五颗脉冲星,当你移动的时候,会观察到这些脉冲星的信号闪烁的一些变化:如果观察到一个脉冲星的闪烁到达提早了,说明在靠近它。如果闪烁到达晚一些,这意味着你在远离。使用这种技术,就可以对自己在银河系中的位置进行三维测定。
这种方法在2018年1月已经被nasa成功验证,尽管在实验后总结的数据表明飞船的位置误差保持在大约6到10英里,但是在宇宙中的话,这个误差可以近乎省略了!
当然,科学家认为,目前的脉冲星导航系统并不完美,仍然有很多地方需要改进,期待未来脉冲星指引人类走向更远的星际!
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