|
第一、第二、第三宇宙速度都經(jīng)常提,為什么很少有人說第四宇宙速度? 這是因為對人類來說,第四宇宙速度還沒有意義。 那么所謂“第四宇宙速度”是什么呢? 就是從地球來說,有了三個宇宙速度,即環(huán)繞地球、逃離地球、逃離太陽系的速度,這幾個速度分別為7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s。那么第四個要逃離的就是銀河系了,所謂第四宇宙速度就是逃離銀河系了。 而從環(huán)繞速度和逃逸速度這兩個宇宙通行的速度來看,所謂第四宇宙速度實際上就是銀河系的逃逸速度。環(huán)繞速度和逃逸速度對于銀河系內(nèi)的所有天體都適用,所以脫離了地球說速度,只有環(huán)繞速度和逃離速度,無須說什么第四宇宙速度。 天體逃逸速度公式: v=√(2GM/R) 式中,v為逃逸速度,G為天體質(zhì)量,r為天體半徑。 根據(jù)這個公式,我們可以計算出銀河系的逃逸速度。 銀河系的質(zhì)量約為2000億個太陽質(zhì)量,這種大尺度天體概念沒必要那么精準,我們把太陽質(zhì)量四舍五入設(shè)為整數(shù)得2x10^30kg,乘以2000億得銀河系質(zhì)量為4x10^41kg,銀河系半徑為10萬光年, 代入逃逸速度公式計算: √【2x(4x10^41)x(6.67x^-11)/9.46x10^20】≈237.5km/s 逃出銀河系的速度需要237.5千米每秒,這就是所謂的第四宇宙速度。這個所謂銀河系逃逸速度,只是指在銀河系邊緣地帶一個大致逃離的速度,各種飛行器在銀河系里面受到各種各樣天體的引力影響,甚至被某一個天體捕獲,比如銀心黑洞,這個速度就很難說了。 就是被太陽引力捕獲,在太陽表面的逃離速度也需要617.7km/s,所以這個第四宇宙速度有什么意義呢? 人類現(xiàn)在的航天活動還只能在太陽系,所以有第三宇宙速度就夠了。 人類飛行器現(xiàn)在最快的就是帕克太陽探測器,它現(xiàn)在圍繞著太陽大氣層在近距離探測太陽,目前速度約100多千米每秒,在2024年12月份,在距離太陽600萬千米處,可達到每秒約200千米。這個速度是依靠太陽引力彈弓效應(yīng)不斷加速得到的。 大家不要擔(dān)心帕克號會被太陽引力捕獲,在太陽表面逃逸速度需要617.7km/s,但根據(jù)逃逸公式計算,在距太陽表面600千米處,人造天體的逃逸速度只需要141.15km/s就夠了,因此帕克號每秒200千米的速度逃離太陽引力綽綽有余的。 只不過帕克并不想逃離太陽,它在完成既定任務(wù)后,將像精衛(wèi)填海一樣,于2025年撲向太陽懷抱,與太陽融為一體,一起葬身火海的還有隨身攜帶的一個內(nèi)存卡,里面儲存了地球上113.7萬志愿者的名字,這些人以精神象征支持著帕克號的事業(yè)。 所謂第四宇宙速度對人類來說完全沒有意義。 現(xiàn)在,人類要制造出每秒237.5千米的所謂第四宇宙速度似乎并不是不可能達到,當然這個速度還只是無人探測器的速度,而且還是需要通過大質(zhì)量天體的引力彈弓多次提速才能做到。但問題是這個速度飛出太陽系都要漫長的時間,更別說銀河系了。 每秒200千米速度飛出太陽系需要1500年,237.5千米每秒速度飛出銀河系需要1億2千多萬年,人類如果真的要飛出銀河系的話,速度不知道要超過這個所謂逃逸速度多少倍,因此這個所謂第四宇宙速度對于人類來說,完全沒有意義。 人類要進行恒星際活動,在銀河系里面穿行,速度至少要達到每秒數(shù)千千米甚至數(shù)萬千米,或者采用曲速、蟲洞穿越等技術(shù),突破光速瓶頸,才有意義。 |
|
|
來自: 育則維善余言 > 《宇宙探索(人與自然)》