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回顾:宇宙6大速度,人类仅仅达到第三,如果达到第六能飞到宇宙边缘

2024-10-17科学

学物理的时候学过三大宇宙速度,然而宇宙中的速度并非只有这三个,课本上的三大速度只是人类能够达到的速度而已。

实际上,根据天体的等级划分,宇宙中的速度有六个,它们分别代表离开这个天体系统的速度。

火箭发射速度

那么,达到最高级别的速度后,人类可以去哪里呢?真的可以飞向宇宙的最边缘吗?

想要知道这些问题,我们先来了解一下这六个速度都是什么。

宇宙中的速度

人类达到的三个速度

同样都是卫星,人造的速度和月球的速度到底谁更快?这个答案第一、第二宇宙速度会告诉我们。

月球的公转速度才 每秒1公里多一点 ,但是我们发射的人造卫星,在进入太空的时候至少得达到 7.9公里/秒 ,否则就 无法进入围绕地球的轨道 ,这是为什么?

原因就在于地球的引力,月球和人造卫星来到自己的轨道的方式不一样,月球是被撞出来的, 人造卫星则需要依靠火箭将自己送进太空

这一过程相当于 逃离地球但是有没有完全逃离 ,因此它不是逃逸速度。

人造卫星

卫星发射进入太空那一刻的速度 只能比这个速度大,不能比这个速度小 ,否则就会回到地球的怀抱而不是围绕它运转,这个速度叫做 第一宇宙速度

那么人造卫星的速度能快到什么地步?它们可以 比7.9公里/秒快,可不能快过11.2公里/秒 ,达到这个速度就会 真的离开地球,成为太阳系的一份子

如果没有额外的力,那么就会围绕太阳,成为太阳系的一颗天体。

围绕太阳运转的帕克探测器

这个速度被称为 第二宇宙速度,也叫逃逸速度 ,每一颗天体都有自己的逃逸速度,这与天体的 质量、半径有关系

地球的是 11.2公里/秒 ,月球的是 2.4公里/秒 ,火星是 5公里/秒

整个太阳系都是太阳的天下,想要摆脱它的束缚就必须挣脱它的引力,和离开地球一样,这同样需要一个速度,它被称为 第三宇宙速度

旅行者一号

根据牛爵爷的万有引力来计算, 这个速度的最小值达到了16.7公里/秒 ,是人类的两个旅行者号系列探测器的飞行速度,目的就是离开太阳系去往系外。

值得注意的是,人类直接在地球上发射的速度是没有这个速度的,旅行者探测器是 利用了木星作为引力弹弓给自己提速才勉强够到 ,这项技术也被认为是未来人类离开太阳系的必要手段。

这三个速度是人类目前已经达到的速度,还有三个速度, 人类距离它们还有很远的距离

我们在银河系的位置

第四宇宙速度

离开太阳系之后,旅行者探测器又会受到谁的引力影响呢?它又将获得怎样的速度呢?

理论上来讲,离开太阳系之后, 旅行者探测器就属于银河系的一个人造物体 ,它会围绕银河系运转。

宇宙速度又叫逃逸速度,所以以此类推 第四宇宙速度等于银河系的逃逸速度 ,即离开我们所在的银河系去往其他银河系的最小速度。

这个速度很 难得到准确的数值 ,因为这与银河系银心的黑洞质量以及银河的半径有关,这些数据人类目前并没有确切的数值。

银河系

我们并不知道在银心是否还存在其他黑洞以及更大质量的天体,因此第四宇宙速度只能估算。

我们以太阳的公转作为参考,是的, 太阳虽然是恒星,但是它也是会公转的 ,并且还有自己的公转周期。

太阳的速度超乎我们的想象, 一秒的时间就可以飞奔220公里 ,超越了自己所有行星的速度。

而公转周期更是大的吓人, 旋转一圈的时间为2.5亿年左右 ,也就是说上一次太阳在今天这个位置的时候,地球上正在发生 二叠纪末大灭绝

太阳系也在公转

从太阳的公转可以看出, 它肯定没有超过银河的逃逸速度 ,不然太阳会不断远离银河系。

根据观测,太阳实际上是在接近银河中心,不过 不用担心太阳被银心的黑洞吞噬 ,因为按照接近的速度,太阳很可能还没有被吞就 已经走到了寿命的尽头

由此可见,想要逃离银河系,那么 必须大于220公里/秒 ,这个速度人类目前并没有探测器能够做到。

曾几何时,天文学家们认为银河系就是整个宇宙,但是在哈勃等人的研究下发现,河外还有河, 我们所在的银河系只是宇宙万千银河系的一员

壮丽的银河系

银河系之间也会「抱团取暖」组成 星系群或者星系团 ,前者规模小,后者规模大,通俗来说就是小群和大群。

咱们所在的本星系群有 50多个星系 ,属于一个小群了,各个都是会员等级平等,银河系只是会员之一。

因此,离开银河系之后, 下一个目的地就是本星系群

星系团或者星系群

第五宇宙速度

和太阳公转一样, 银河系也不可能永远静止不动 ,它也是会运动的,但是无论怎样运动都无法逃离本星系群。

星系群究竟是靠怎样的力聚集在一起的,天文学家们并没有一个明确的答案,但是可以肯定, 它们是运动的

但是无论怎么运动, 各大星系都无法脱离自己所在的群 ,仿佛它们各个都是群主,所以没办法被踢出群。

星系团合影

第五宇宙速度比第四宇宙速度还难以计算,只能估算在大约 1500到2250公里/秒 之间,很显然这个速度已经是人类达到的宇宙速度的 100倍以上了

即便真的达到了这个速度,想要飞跃本星系群还是有一定的难度,因为 本星系群的直径在500-1000万光年 ,按照这个速度离开,得十几亿年起步。

很显然,这不是现在的地球文明可以完成的,甚至在本世纪结束我们也达不到这个标准。

第五宇宙更多的是存在于一种理论,用来探索星系们的运动速度,用来寻找计算星系的运动轨迹和速度。

天体系统的名称

那么,宇宙中还有比本星系群更高级的系统存在吗?当然有,在星系群的基础上,还有 超星系团

我们所在的超星系团名称叫做 室女座超星系团 ,当然我们也可以亲切地称呼它为 本超星系团

想要离开这个系统,第五宇宙速度可完全不够, 还需要更高更快的速度来离开超星系团

我们所在的超星系团

第六宇宙速度

没人能计算出第六宇宙速度的大小 ,或许 上限是光速甚至超越光速才能办到

超星系团是目前宇宙中最大级别的天体系统,离开它基本上就意味着进入到了 宇宙的空白空间,即超星系团之间的空隙

一个超星系团的直径在1到2亿光年 ,而宇宙的半径为 460亿光年 ,很显然宇宙中塞进去了很多超星系团。

不少天文学家认为这一宇宙速度并不一定存在,因为无法彻底离开本超星系群, 更有人认为人类永远追不上宇宙的边界

宇宙比我们想象的大

宇宙是在膨胀的,这是很多天王学家的共识,但是它膨胀的速度,却很少有科学家能够比较准确地说出来。

如果 宇宙的膨胀速度比光速还要快 ,那么即便是光也追不上宇宙的边界,人类探索宇宙主要利用的是电磁波,光也是电磁波。

电磁波都无法到达真的的宇宙,那么 我们所看到的、接收到的宇宙都是过去式

我们得到的宇宙信息,已经不知道是多少年后才传到地球的,发射的天体早已经不在了。

这听起来很悲伤,仿佛人怎么都赶不上热乎的, 我们获得的信息都是N手资料 ,或许是真实的,但绝对不是实时的。

宇宙的边界在哪里

从第三到第六速度,看起来这中间隔着三个数字,实际上隔着的还有三个以上的文明,人类的路还有很长要走。