第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

从第一宇宙速度到第六宇宙速度,一个比一个快,为了方便理解,我们不妨来进行一个思想实验,来看看它们分别有多快。

假如我们在山顶向着水平方向发射一枚炮弹,接下来,这枚炮弹会因为惯性而具备水平方向的速度,与此同时,它也会在地球引力的作用下向地面坠落,于是这枚炮弹就会飞出一段距离后落到地面上。很明显,炮弹发射时的速度越快,它在空中飞行的距离就越远。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

由于地球是圆的,地面在整体上存在着一个曲率,因此远处的地平面会相对我们当前的水平面出现“下降”,距离越远,地平面就“下降”得越明显。

这样就会造成一种现象,那就是当某一枚炮弹的速度达到一个值时,那么它在飞出一段距离后,其飞行高度会因为地球的引力而下降1厘米,与此同时,在这个位置上的地平面也会因为地球的曲率而刚好“下降”1厘米,于是这枚炮弹就会一直围绕着地球转圈,而不会掉到地面上(注:由于是思想实验,因此我们不必考虑其它阻力)。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

这种速度就是第一宇宙速度,其值约为7.9千米/秒,在此基础上,假如我们继续增加炮弹的发射速度,那么炮弹环绕地球的运行轨道就会变成椭圆形,炮弹的速度越快,这种椭圆形轨道就越狭长,当速度达到11.2千米/秒时,我们发射的炮弹就可以摆脱地球的引力场,进而飞向宇宙深空,这种速度就是第二宇宙速度。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

由于太阳引力的束缚,即使我们发射的炮弹达到了第二宇宙速度,也只能围绕着太阳公转,而想要飞出太阳系,炮弹的速度就至少要达到16.7千米/秒,这就是第三宇宙速度。

需要注意的是,以上三种宇宙速度都是确定的,从第四宇宙速度开始,就只有估计值了。太阳系的上一级结构是银河系,假如我们在地球上发射的炮弹,其速度刚好可以使自己凭借惯性摆脱银河系的引力场,那么它此时的速度就是第四宇宙速度。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

我们可以根据银河系的质量和直径来计算出第四宇宙速度,以目前的观测数据来计算,这个速度的估计值为110千米/秒至120千米/秒。通过同样的方法,我们也可以计算出更高级别的宇宙速度。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

第五宇宙速度对应的是本星系群,这是一个由银河系、仙女座星系、三角星系等大约50个星系构成的宇宙结构,其总体质量约为太阳质量的6.5 x 10^13倍(65万亿倍),直径可达1000万光年,科学家据此计算出,第五宇宙速度大约为每秒钟2000千米左右。

关于第六宇宙速度,目前并没有确定的定义,一般认为,第六宇宙速度对应的是本超星系团(也称室女座超星系团)。

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

观测数据显示,我们所在的本星系群与附近的大约100个星系团和星系群一起构成了本超星系团,其总体质量大约是太阳质量的10^16倍(1亿亿倍),直径可达1.1亿光年,照这样计算,第六宇宙速度就已经接近光速了。

也就是说,假如我们在地球上发射一枚速度接近光速的炮弹,那么在接下来的时间里,这枚炮弹就可以凭借惯性摆脱本超星系团的引力场,然后“扬长而去”,当然了,这需要很长很长的时间。

看到这里,相信大家都会好奇,既然从第一宇宙速度到第六宇宙速度,一个比一个快,那有没有第七宇宙速度呢?

第一宇宙速度是多少(第一二三宇宙速度分别是多少)

从理论上来讲,第七宇宙速度对应的应该是“可观测宇宙”,这是一个以地球为中心、直径约为920亿光年的球体空间,也是我们人类在宇宙中能够观测到的极限范围。

虽然我们目前对“可观测宇宙”的了解还远远不够,但是有一点可以肯定的是,第七宇宙速度必定会超过光速,而从已知的物理规律来看,任何具有静止质量的物体都不可能被加速到光速,更不用说超光速了,因此可以说,第七宇宙速度只是一个理论值,在人类研究出超光速飞行技术之前,这并没有实际讨论的意义。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。


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