真空里面是空的吗？这个探测器飞了185亿公里，

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摘要：笔者龙葵草 说到真空，我们就不得不提起著名的“马德堡半球实验”。在1645年的时候，马德堡市的市长奥托·冯·格里克想向当时的皇帝展示真空的力量，于是设计了马德堡半球实验。

笔者龙葵草

说到真空，我们就不得不提起著名的“马德堡半球实验”。在1645年的时候，马德堡市的市长奥托·冯·格里克想向当时的皇帝展示真空的力量，于是设计了马德堡半球实验。首先，他找来了一个著名的铜匠，制作出两个能够严丝合缝的红色铜半球。在没有使用粘合剂的情况下，他将两个半球内的空气抽走，结果在两边8匹马的作用下，随着一声巨响，两个半球才被拉开。

从这个实验我们可以知道，原来在几百年之后，人类就已经意识到大气压强的力量。人类第一次发现真空现象的时间，可以追溯到1641年，来自意大利的科学家托里拆利在一次偶然的实验中发现了真空现象。

如果我们在一个盆中装满水，然后在一只试管中也装满水，这时候，我们用水将试管口捂住，将其倒放插入水中，我们会发现试管中的水是满的。但是，如果我们将水换成水银呢？水银作为一种常温下呈液态的金属元素，拥有特殊的性质。托里拆利用水银完成上述的实验时，发现了试管的上半部分竟然是空的，没有装满水银，而这空出来的部分就是真空状态。

在我们很多人的印象中，真空往往就像它的字面意思一般，是真的空空如也。但是实际上，现代科学对于真空的定义，是小于一个大气压力下的气体状态。就像人类无法达到绝对零度一般，从技术上我们就无法将特定空间中所有的粒子排出。在自然状态下，只有外太空的世界最接近绝对的真空。所以声音无法在宇宙中传播，而不需要传播介质的电磁波却可以。

真空不仅在我们的日常生活中得到了需要的应用，比如说可以通过真空包装对食品进行保鲜处理。对于研究宇宙的科学家而言，这其中也有很大的学问。我们普通人对于宇宙的了解，往往只有在我国发射神舟载人任务的时候提起一丝的兴趣。但是除了载人以外，宇宙飞船上还搭载了许多探测宇宙的仪器，其中就包括了可以探测宇宙粒子密度的探测器。

人类探索宇宙的历史可以追溯到一千多年前，对于太阳系内部的绝大多数情况，现在的科学家们可以说是了如指掌。然而，对于太阳系外部的情况，我们却知之甚少。所以在上个世纪七十年代，美国NASA发射了两次探测太阳系外的任务，它们分别是旅行者1号和旅行者2号。别看现在距离发射时间已经过去了近50年，但是它们仍然没有飞出太阳系，正处于边缘地带。

按照常理而言，世界各国在地球的轨道上发射了各种各样的探测器和遥控卫星，真空的程度应该比较低。而逐渐远离地球的地方，真空程度会更高。但是旅行者系列探测器返回的数据却与之相反：随着旅行者1号和旅行者2号的飞行，它们所探测到的物质密度逐渐增大。科学家们得到数据的时候一头雾水，一时半会儿还无法解释这种违背常理的现象。

旅行者1号是在1977年发射，在2012年的时候穿过了日球层顶，经历了35年。而日球层顶，则是星际介质与太阳风开始存在合并区域的地方。旅行者2号的路途就更为坎坷，虽然它与旅行者1号都是同一年发射，但是旅行者2号还有额外的任务，绕了一点路，过了41年才达到日球层顶。从这里开始，旅行者1号与2号才正式进入了星际空间。

根据美国NASA公开的数据显示，太阳系内部的电子与质子密度是每立方厘米3到10个。当与太阳的距离增加时，这个密度值就会不断地下降。科学家们根据探测器远离地球的距离，以及探测器检测到的粒子密度，总结出了一条关于计算宇宙粒子密度的公式。根据这个公式，科学家们计算出了银河系星际介质的平均密度值，约为每立方厘米0.037个。

当旅行者1号与旅行者2号越过日球层顶，进入星际介质后，科学家们第一时间提取的数据就是粒子的平均密度。探测结果显示，旅行者1号返回的结果是每立方厘米0.055个，而旅行者2号返回的结果是每立方厘米0.039个，与之前计算的结果差距不大。

当科学家们还沉浸在成功的喜悦之际，旅行者1号与2号后续返回的数据却令他们大吃一惊。旅行者1号第一次返回数据的时候，它已经距离地球近200亿公里。而当它下一次返回的数据，仅仅过了30亿公里，它就返回的结果不仅没有变小，反而是逐渐地变大，从一开始的每立方厘米0.055个增加到了每立方厘米0.13个。

文章来源：《真空与低温》 网址: http://www.zkydw.cn/zonghexinwen/2021/1113/356.html

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