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科學家用幾千萬光年外的脈衝星來給宇宙飛船定位 比原子鐘還准

茫茫宇宙,空間無垠。總有一天,人類會進行星際航行,走向外面的世界,探索廣袤的宇宙,那麼屆時我們要在宇宙中如何精確定位自己的位置和時間,以確保不會迷失在黑暗無邊的宇宙中呢?、

在地球上,我們有衛星,通過衛星定位,人類永遠不會迷失在路途上,但是在宇宙中,沒有人造衛星,人類無法通過接受衛星信號來定位導航,因此這時候人類需要尋找宇宙中的天然衛星以實現星際航行。

沒錯,目前科學家已經找到了這種方法,它就是利用幾千萬光年外的脈衝星發散信號來定位定時,簡直不可思議!

所謂脈衝星,又稱波霎,就是有10^7—10^14T強磁場的快速自轉的中子星,在1967年首次被發現,為會周期性發射脈衝信號的星體,直徑大多為10千米左右,自轉極快,其自轉周期竟然小到0.0014秒。要達到這個速度,連白矮星都不行。

科學家就是利用脈衝星其奇異的特性——短而穩定的脈衝周期來定位定時,其周期甚至比原子鐘還穩定(原子鐘,是一種計時裝置,精度可以達到每2000萬年才誤差1秒),至於為何脈衝星能產生如此穩定而強烈的周期脈衝,目前普遍接受的是燈塔效應,就像旋轉的燈塔一樣,由於中子星本身存在著極大的磁場,強磁場把輻射封閉起來,使中子星輻射只能沿著磁軸方向,從兩個磁極區出來,這兩磁極區就是中子星的「窗口」,所以中子星表面只有兩個亮斑,別處都是暗的,當它每自轉一周,我們就接收到一次它輻射的電磁波,於是就形成一斷一續的脈衝。

那麼科學家要怎麼利用幾千萬光年外的脈衝星進行定位導航呢?

據專家介紹,利用脈衝星進行導航是基於脈衝星三角測距的概念來進行,即通過幾個不同位置的信號源,依照他們信號到達探測器的時間來測定飛船的位置,簡單的來說,當你在宇宙中遨遊時,你周圍有至少五顆脈衝星,當你移動的時候,會觀察到這些脈衝星的信號閃爍的一些變化:如果觀察到一個脈衝星的閃爍到達提早了,說明在靠近它。如果閃爍到達晚一些,這意味著你在遠離。使用這種技術,就可以對自己在銀河系中的位置進行三維測定。

這種方法在2018年1月已經被nasa成功驗證,儘管在實驗後總結的數據表明飛船的位置誤差保持在大約6到10英里,但是在宇宙中的話,這個誤差可以近乎省略了!

當然,科學家認為,目前的脈衝星導航系統並不完美,仍然有很多地方需要改進,期待未來脈衝星指引人類走向更遠的星際!

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