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宇宙6大速度
學(xué)物理的時候?qū)W過三大宇宙速度,然而宇宙中的速度并非只有這三個,課本上的三大速度只是人類能夠達到的速度而已。
實際上,根據(jù)天體的等級劃分,宇宙中的速度有六個,它們分別代表離開這個天體系統(tǒng)的速度。
那么,達到最高級別的速度后,人類可以去哪里呢?真的可以飛向宇宙的最邊緣嗎?
想要知道這些問題,我們先來了解一下這六個速度都是什么。
人類達到的三個速度
同樣都是衛(wèi)星,人造的速度和月球的速度到底誰更快?這個答案第一、第二宇宙速度會告訴我們。
月球的公轉(zhuǎn)速度才每秒1公里多一點,但是我們發(fā)射的人造衛(wèi)星,在進入太空的時候至少得達到7.9公里/秒,否則就無法進入圍繞地球的軌道,這是為什么?
原因就在于地球的引力,月球和人造衛(wèi)星來到自己的軌道的方式不一樣,月球是被撞出來的,人造衛(wèi)星則需要依靠火箭將自己送進太空。
這一過程相當(dāng)于逃離地球但是有沒有完全逃離,因此它不是逃逸速度。
衛(wèi)星發(fā)射進入太空那一刻的速度只能比這個速度大,不能比這個速度小,否則就會回到地球的懷抱而不是圍繞它運轉(zhuǎn),這個速度叫做第一宇宙速度。
那么人造衛(wèi)星的速度能快到什么地步?它們可以比7.9公里/秒快,可不能快過11.2公里/秒,達到這個速度就會真的離開地球,成為太陽系的一份子。
如果沒有額外的力,那么就會圍繞太陽,成為太陽系的一顆天體。
這個速度被稱為第二宇宙速度,也叫逃逸速度,每一顆天體都有自己的逃逸速度,這與天體的質(zhì)量、半徑有關(guān)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。
整個太陽系都是太陽的天下,想要擺脫它的束縛就必須掙脫它的引力,和離開地球一樣,這同樣需要一個速度,它被稱為第三宇宙速度。
根據(jù)牛爵爺?shù)娜f有引力來計算,這個速度的最小值達到了16.7公里/秒,是人類的兩個旅行者號系列探測器的飛行速度,目的就是離開太陽系去往系外。
值得注意的是,人類直接在地球上發(fā)射的速度是沒有這個速度的,旅行者探測器是利用了木星作為引力彈弓給自己提速才勉強夠到,這項技術(shù)也被認(rèn)為是未來人類離開太陽系的必要手段。
這三個速度是人類目前已經(jīng)達到的速度,還有三個速度,人類距離它們還有很遠(yuǎn)的距離。
第四宇宙速度
離開太陽系之后,旅行者探測器又會受到誰的引力影響呢?它又將獲得怎樣的速度呢?
理論上來講,離開太陽系之后,旅行者探測器就屬于銀河系的一個人造物體,它會圍繞銀河系運轉(zhuǎn)。
宇宙速度又叫逃逸速度,所以以此類推第四宇宙速度等于銀河系的逃逸速度,即離開我們所在的銀河系去往其他銀河系的最小速度。
這個速度很難得到準(zhǔn)確的數(shù)值,因為這與銀河系銀心的黑洞質(zhì)量以及銀河的半徑有關(guān),這些數(shù)據(jù)人類目前并沒有確切的數(shù)值。
我們并不知道在銀心是否還存在其他黑洞以及更大質(zhì)量的天體,因此第四宇宙速度只能估算。
我們以太陽的公轉(zhuǎn)作為參考,是的,太陽雖然是恒星,但是它也是會公轉(zhuǎn)的,并且還有自己的公轉(zhuǎn)周期。
太陽的速度超乎我們的想象,它一秒的時間就可以飛奔220公里,超越了自己所有行星的速度。
而公轉(zhuǎn)周期更是大的嚇人,旋轉(zhuǎn)一圈的時間為2.5億年左右,也就是說上一次太陽在今天這個位置的時候,地球上正在發(fā)生二疊紀(jì)末大滅絕。
從太陽的公轉(zhuǎn)可以看出,它肯定沒有超過銀河的逃逸速度,不然太陽會不斷遠(yuǎn)離銀河系。
根據(jù)觀測,太陽實際上是在接近銀河中心,不過不用擔(dān)心太陽被銀心的黑洞吞噬,因為按照接近的速度,太陽很可能還沒有被吞就已經(jīng)走到了壽命的盡頭。
由此可見,想要逃離銀河系,那么必須大于220公里/秒,這個速度人類目前并沒有探測器能夠做到。
曾幾何時,天文學(xué)家們認(rèn)為銀河系就是整個宇宙,但是在哈勃等人的研究下發(fā)現(xiàn),河外還有河,我們所在的銀河系只是宇宙萬千銀河系的一員。
銀河系之間也會“抱團取暖”組成星系群或者星系團,前者規(guī)模小,后者規(guī)模大,通俗來說就是小群和大群。
咱們所在的本星系群有50多個星系,屬于一個小群了,各個都是會員等級平等,銀河系只是會員之一。
因此,離開銀河系之后,下一個目的地就是本星系群。
第五宇宙速度
和太陽公轉(zhuǎn)一樣,銀河系也不可能永遠(yuǎn)靜止不動,它也是會運動的,但是無論怎樣運動都無法逃離本星系群。
星系群究竟是靠怎樣的力聚集在一起的,天文學(xué)家們并沒有一個明確的答案,但是可以肯定,它們是運動的。
但是無論怎么運動,各大星系都無法脫離自己所在的群,仿佛它們各個都是群主,所以沒辦法被踢出群。
第五宇宙速度比第四宇宙速度還難以計算,只能估算在大約1500到2250公里/秒之間,很顯然這個速度已經(jīng)是人類達到的宇宙速度的100倍以上了。
即便真的達到了這個速度,想要飛躍本星系群還是有一定的難度,因為本星系群的直徑在500-1000萬光年,按照這個速度離開,得十幾億年起步。
很顯然,這不是現(xiàn)在的地球文明可以完成的,甚至在本世紀(jì)結(jié)束我們也達不到這個標(biāo)準(zhǔn)。
第五宇宙更多的是存在于一種理論,用來探索星系們的運動速度,用來尋找計算星系的運動軌跡和速度。
那么,宇宙中還有比本星系群更高級的系統(tǒng)存在嗎?當(dāng)然有,在星系群的基礎(chǔ)上,還有超星系團。
我們所在的超星系團名稱叫做室女座超星系團,當(dāng)然我們也可以親切地稱呼它為本超星系團。
想要離開這個系統(tǒng),第五宇宙速度可完全不夠,還需要更高更快的速度來離開超星系團。
第六宇宙速度
沒人能計算出第六宇宙速度的大小,或許上限是光速甚至超越光速才能辦到。
超星系團是目前宇宙中最大級別的天體系統(tǒng),離開它基本上就意味著進入到了宇宙的空白空間,即超星系團之間的空隙。
一個超星系團的直徑在1到2億光年,而宇宙的半徑為460億光年,很顯然宇宙中塞進去了很多超星系團。
不少天文學(xué)家認(rèn)為這一宇宙速度并不一定存在,因為無法徹底離開本超星系群,更有人認(rèn)為人類永遠(yuǎn)追不上宇宙的邊界。
×宇宙是在膨脹的,這是很多天王學(xué)家的共識,但是它膨脹的速度,卻很少有科學(xué)家能夠比較準(zhǔn)確地說出來。
如果宇宙的膨脹速度比光速還要快,那么即便是光也追不上宇宙的邊界,人類探索宇宙主要利用的是電磁波,光也是電磁波。
電磁波都無法到達真的的宇宙,那么我們所看到的、接收到的宇宙都是過去式。
我們得到的宇宙信息,已經(jīng)不知道是多少年后才傳到地球的,發(fā)射的天體早已經(jīng)不在了。
這聽起來很悲傷,仿佛人怎么都趕不上熱乎的,我們獲得的信息都是N手資料,或許是真實的,但絕對不是實時的。
從第三到第六速度,看起來這中間隔著三個數(shù)字,實際上隔著的還有三個以上的文明,人類的路還有很長要走。
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