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, 它 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。