第一宇宙速度到第六宇宙速度,分别有多快?有没有第七宇宙速度?

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 。
第一宇宙速度到第六宇宙速度,分别有多快?有没有第七宇宙速度?
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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) 。
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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 。
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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 。
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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 。
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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6.5x10^13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) 。
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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?
第一宇宙速度到第六宇宙速度,分别有多快?有没有第七宇宙速度?
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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 。