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天下武功,唯快不破。在追求速度的道路上,人类从未止步,因为只有更高更快更强,人类才能突破世界的层层桎梏,达到更高的文明等级。

在航天领域的速度方面,科学家们定义了6个级别的宇宙速度,每突破一级,科技水平就能迈向更高的层次,而且越往后就越难突破。

下面就让我们来了解一下这六大宇宙速度。

1,第一宇宙速度

第一宇宙速度又被叫做环绕速度,它是航天器围绕地球表面做圆周运动时的速度,7.9千米每秒。

第一宇宙速度既是航天器从地球表面突破地球引力限制飞向太空,成为环绕地球运行的人造卫星所需要的最小发射速度;又是航天器绕着地球公转时的最大运行速度。所以说,天上的卫星在绝大多数时运行速度都低于第一宇宙速度,且离地面越高、运行速度越慢。当卫星速度超过第一宇宙速度时,轨道就会由圆周变为椭圆;速度越大,轨道也就越扁。

第一到第六宇宙速度,一个比一个快,那有没有第七宇宙速度?

这一数值的大小和地球的质量和半径有关。地球的平均半径为6371千米,重力加速度为9.8米/秒。根据万有引力定律和牛顿第二定律,很轻松就可以推导出第一宇宙速度的数值大小。

2,第二宇宙速度

第二宇宙速度是航天器彻底摆脱地球引力的束缚飞向行星际空间,成为环绕太阳公转的人造天体,所需要的最小速度,11.2千米每秒。

这一速度又叫做逃逸速度,由于质量不同,所以每个星球表面的逃逸速度都不相同。一般质量越大,逃逸速度也就越大。此外,逃逸速度还取决于物体与星球中心的距离。距离越近,逃逸速度越大。太阳由于质量巨大,表面的逃逸速度就高达617.7公里/秒。如果是黑洞,其表面的逃逸速度已经超过了光速,因此就算是光也不能从黑洞表面逃脱。

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能够摆脱引力束缚,并不代表不受引力影响,因为引力是一个长程力,作用于无限远点。理论上来说,无论距离引力源有多远,引力就都不会消失,只是引力的影响会变得极弱。

3,第三宇宙速度

第三宇宙速度又被叫做脱离速度,它是航天器从地球轨道起飞,挣脱太阳引力,飞出太阳系所需要的最小速度,16.7千米每秒。

地球的公转线速度约30千米每秒,如果不考虑地球的公转线速度,也就是没有地球的助力,直接从地球轨道处摆脱太阳的引力所需要的实际速度为42.1公里每秒。

第一到第六宇宙速度,一个比一个快,那有没有第七宇宙速度?在借助行星引力进行加速的情况下,目前人类发射的飞向太阳系之外的探测器的速度已经超过了第三宇宙速度,比如旅行者1号探测器、新视野号探测器。

上面这三大宇宙速度都是公认的且拥有非常精确的数值的宇宙速度。

下面再来说说剩下的三大宇宙速度,以下这几个宇宙速度都是估计值。

4,第四宇宙速度

太阳系是一个恒星系统,太阳只是银河系中上千亿颗恒星中的其中一颗恒星。当航天器突破第三宇宙速度飞出太阳系后,就会进入广袤无垠的银河系内的恒星际空间,此时天体之间的距离会以光年计数。

地球绕着太阳转,太阳则拉着地球一起绕着银河系中心公转。如果从太阳公转轨道起飞,那么航天器要摆脱银河系的引力,进入星系际空间,所需要的最小速度必须要达到110~120千米每秒。如果充分利用太阳系的线速度以及地球的线速度,最低航行速度可减小为82km/s。

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这一速度是根据银河系的质量和直径计算出的,由于这两个数据目前都不确定,所以第四宇宙速度自始至终都只是一个估算值。就拿银河系的直径来说,目前只能确定它大约在10万光年以上,具体有多大还不清楚。

目前人类运行速度最快的探测器是帕克太阳探测器,它在近日点时的运行速度可以达到200多公里每秒,已经远超第四宇宙速度。不过这并不值得骄傲,因为这只是太阳引力加速的结果。

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仅凭化学燃料作为工质进行推进,最多只能将飞船加速到20千米每秒,已经难以冲破这样的速度限制,需要新的推进技术。

5,第五宇宙速度

在广袤无垠的宇宙中,银河系只是亿万星系中的一个。银河系、仙女座星系以及若干个比较小的大约50个星系,在万有引力的作用下共同构成了本星系群(室女座星系群),形成了更高一级的结构。

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本星系群的跨度高达1,000万光年,要想摆脱本星系群的引力束缚,根据科学家的估计,航天器的速度至少要达到2000千米每秒。

6,第六宇宙速度

宇宙真的很大,可观测宇宙的直径大约有920亿光年。本星系群及附近的大约100个星系团和星系群共同构成了本超星系团(室女座超星系团)。该天体结构的跨度更是达到了1.1亿光年、甚至2亿光年。

要想摆脱本超星系团的引力束缚,航天器飞行速度估计要达到上万公里每秒,已经比较接近光速了。

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2014年的时候,科学家为超星系团给出了新的定义,在此定义之下,室女座超星系团只是拉尼亚凯亚超星系团的一部分。拉尼亚凯亚超星系团内包含约10万个星系,范围达到了5.2亿光年。

如果用拉尼亚凯亚超星系团取代室女座超星系团的位置,第六宇宙速度的数值只会更大。

有第七宇宙速度吗?

整个宇宙中的物质在引力的作用下形成了各种天体,并因为天体间的引力相互作用,而演化出一层一层的结构。

目前宇宙中已知的最大结构是大尺度纤维状结构,这是由超星系团这种纤维编织而成的网,网的内部存在着一些空洞,目前来看空无一物,或许存在暗物质。那种比较明显的纤维状结构,又被叫做宇宙长城,著名的比如史隆长城,长达13.7亿光年。

第一到第六宇宙速度,一个比一个快,那有没有第七宇宙速度?

如果要定义第七宇宙速度,或许要以整个可观测宇宙为基础来进行定义。如果真的存在第七宇宙速度,那么它就是脱离这个宇宙所需要的最小速度,可这个速度究竟是多少,没人知道,可以肯定的是必然要超光速。

可根据目前人类对宇宙的认知,整个宇宙包含了所有时间、空间及一切物质。其小无内,其大无外,宇宙包含一切,讨论宇宙之外是没有意义的。从这个角度而言,第七宇宙速度是不存在的。

不过,有科学家幻想,宇宙中可能还存在着若干甚至无限个宇宙,它们或许完全相同,又或者拥有各自不同的运转规律,有的大,有的小。

第一到第六宇宙速度,一个比一个快,那有没有第七宇宙速度?

要想突破宇宙的限制,速度必然要超过光速。可根据现有的理论,不管是啥航天器,它的实际运动速度都不可能达到光速,因为将一个有质量的物体加速的光速,将需要无穷多的能量。或者说耗尽整个宇宙的能量也不可能将一个小小的电子加速到光速,因为它有质量。

要想突破这一层面的限制,可能需要另寻他法,比如虫洞。有科学家推测,如果真的存在虫洞,它或许是连接宇宙中不同时空的通道,又或者是连接不同宇宙的通道。

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