太空很空，比地球上我們能夠制造的真空還空得多，但它并不是絕對(duì)的空，總還是有一些粒子存在，我們發(fā)射的探測(cè)器能夠測(cè)出太空的物質(zhì)密度。

美國(guó)宇航局（NASA）上世紀(jì)70年代發(fā)射的兩艘航天器旅行者1號(hào)和2號(hào)都已飛出了太陽(yáng)系的日球?qū)禹?，進(jìn)入了星際空間。你想的可能是，星際空間應(yīng)該更空曠，物質(zhì)密度應(yīng)該低于太陽(yáng)系內(nèi)部，然而這兩艘飛船最新發(fā)回的數(shù)據(jù)卻讓人大跌眼鏡，越往星際空間深處飛，它們測(cè)得的物質(zhì)密度反而越來(lái)越大，這究竟是怎么回事呢？科學(xué)家們暫時(shí)還無(wú)法準(zhǔn)確解釋。

旅行者1號(hào)和2號(hào)都是在1977年發(fā)射的，經(jīng)過(guò)35年和41年的長(zhǎng)途跋涉后，它們分別在2012年和2018年穿過(guò)了日球?qū)禹敗?yáng)風(fēng)和星際介質(zhì)交匯的地方，正式進(jìn)入了星際空間。

在太陽(yáng)系里，太陽(yáng)風(fēng)的質(zhì)子和電子密度平均為3-10個(gè)/立方厘米，離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，其密度就越低。而根據(jù)此前的計(jì)算，銀河系中星際介質(zhì)的平均電子密度約為0.037個(gè)/立方厘米，日球?qū)禹斠酝獾牡入x子體密度約為0.002個(gè)電子/立方厘米?？梢宰鳛閷?duì)比的是，一個(gè)50公斤的人，身體里每立方厘米大約有200萬(wàn)億億個(gè)粒子，人類制造的保溫瓶，所謂的真空里面仍然有1萬(wàn)億到100萬(wàn)億個(gè)粒子。

兩艘旅行者號(hào)飛船穿越日球?qū)禹敃r(shí)，其等離子體波科學(xué)儀器都探測(cè)到了等離子體的電子密度，旅行者1號(hào)在183億公里處探測(cè)到0.055個(gè)電子/立方厘米，旅行者2號(hào)在179億公里處探測(cè)到0.039個(gè)電子/立方厘米，兩者數(shù)值基本一致。

但在星際空間中繼續(xù)飛行了29億公里后，旅行者1號(hào)發(fā)來(lái)了令人吃驚的數(shù)據(jù)，星際介質(zhì)的密度增加到了0.13個(gè)電子/立方厘米；而旅行者2號(hào)僅僅多飛了6億公里，到達(dá)185億公里處，就發(fā)現(xiàn)介質(zhì)密度增加到了0.12個(gè)電子/立方厘米。

這究竟是怎么回事呢？科學(xué)家們百思不得其解，雖然比起地球表面1立方厘米空氣中就有10萬(wàn)億個(gè)電子來(lái)，這個(gè)密度似乎不足掛齒，但在星際空間這卻是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，尤其是還不知道這是什么原因?qū)е碌那闆r下。

研究人員認(rèn)為一種可能性是，當(dāng)星際磁場(chǎng)線覆蓋在日球?qū)禹敃r(shí)，磁場(chǎng)線會(huì)變得更強(qiáng)，可能會(huì)形成一種電磁離子回旋不穩(wěn)定性，耗盡覆蓋區(qū)域的等離子體，而旅行者2號(hào)也確實(shí)在穿越日球?qū)禹敃r(shí)探測(cè)到了比預(yù)期更強(qiáng)的磁場(chǎng)。

另一種可能則是，星際風(fēng)吹來(lái)的物質(zhì)在到達(dá)日球?qū)禹敃r(shí)會(huì)減速，從而導(dǎo)致某種交通堵塞，這可能在新視野號(hào)上已經(jīng)探測(cè)到了，它在2018年捕捉到了日球?qū)禹斨兄行詺浞e聚產(chǎn)生的微弱紫外線信號(hào)。

科學(xué)家們認(rèn)為，也有可能是這兩種機(jī)制都同時(shí)發(fā)揮了作用，未來(lái)旅行者號(hào)傳回更多的數(shù)據(jù)，或許有助于搞清楚這個(gè)問(wèn)題。?

是不是完全無(wú)法想象？我們自認(rèn)真空的保溫瓶，粒子數(shù)竟然達(dá)到了每立方厘米上萬(wàn)億顆；我們認(rèn)為的完全真空，銀河系的星際空間，每立方厘米仍然有0.1個(gè)粒子，相當(dāng)于我們身體大小的空間里，就有數(shù)千個(gè)粒子；尤其不可思議的是，人類四十多年前制造的探測(cè)器，飛到如此遙遠(yuǎn)的地方竟然還能用，還能探測(cè)出比保溫瓶真空稀薄十萬(wàn)億倍以上真空中的粒子數(shù)目，科學(xué)家們還能從中發(fā)現(xiàn)細(xì)微的差別，并努力尋找原因以徹底了解宇宙的奧秘，人類文明的發(fā)展，可能早就已經(jīng)超出絕大多數(shù)人的認(rèn)知視界以外了。如果我們不能伸長(zhǎng)脖子努力眺望這個(gè)視界，也許很快就會(huì)被科學(xué)淘汰。

這項(xiàng)研究發(fā)表在8月25日《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

參考：
The Astrophysical Journal Letters：Observations of a Radial Density Gradient in the Very Local Interstellar Medium by Voyager 2

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