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光速是第几宇宙速度(宇宙6大速度)

时间: 2024-10-10 10:45:10

人类什么时候才能飞到宇宙边缘?

科学家说:如果达到第六宇宙速度,那么就有可能实现。在科学技术的发展下,人类正迈着稳健的步伐,一步步迈向宇宙

但是目前,人类能够达到的也仅仅是第三宇宙速度。想要做到飞到宇宙边缘,还需要继续探索与研究

今天我们就来了解一下宇宙的边缘在哪里?什么是宇宙速度?如今还能否进一步加速?是否有可能达到第六宇宙速度呢?

宇宙的边缘在哪里?

在浩瀚的宇宙中,人类一直想要探索宇宙有多大。然而随着科学家们不断地探索,却发现宇宙的广阔几乎令我们难以想象

从最初的我们观测到太阳系,到银河系,到本星系群,再到本超星系群。我们以为这就到达了宇宙的边缘,然而后来科学家们又发现了更大的地方,拉尼亚凯亚超星系团。但是这一切并没有结束,因为在还有更大的存在,北冕座长城,然而这也不是宇宙的边缘

如今我们了解到,可观测宇宙的半径为465亿光年,如果我们达到第六宇宙速度,也就可以达到光速在宇宙中漫游。然而即便是以光速行进,我们仍然需要大约1500年才有可能到达宇宙边缘。

那么我们什么时候能达到第六宇宙速度呢?宇宙速度又是什么意思呢?

宇宙速度是什么?

宇宙速度指的是物体从地球出发后,能够脱离天体重力场的初始速度

根据牛顿的力学研究,在宇宙中存在一种万有引力。每个有质量的物体都会用自己的引力吸引其他的物体,引力地打掉和物体的质量的乘积成正比,而与物体之间的距离的平方成反比

在引力的作用下,围绕在天体周围的物质会以一定的周期和轨道绕其公转。绕行的物体在万有引力下形成的重力加速度,和公转的向心加速度相同,因此其运动的轨迹就以圆周方式呈现

根据牛顿万有引力公式和向心力公式,科学家们首先推算出了三大宇宙速度,即第一、第二、第三宇宙速度当物体的运动速度。而后科学家们在不断地探索宇宙过程中,又陆续推导出了其他三大宇宙速度。他们认为当我们的技术达到第六宇宙速度时,就有机会飞到宇宙边缘,而目前我们的宇宙速度,在一定程度上已经达到第三宇宙速度

第三宇宙速度逃离太阳系

接下来就依次为大家介绍一下宇宙6大速度,在每一等级的宇宙速度下,我们可以到达哪里,可以做什么。

第一宇宙速度

第一宇宙速度也可以称为环绕速度,是指物体发射的速度达到7.91千米/秒。这些物体会紧贴地球在地球表面,并围绕地球做圆周运动。我们的人造卫星和航天器已经达到了这个速度。

人造卫星

当然这些飞出地球的卫星和航天器会在地球上方大约120公里的位置飞行,此时受到的来自地球的引力会比在地面小,因此它们的飞行速度只要达到大约7.8千米/秒即可。

当然第一宇宙速度既是人造卫星需要达到的最小发射速度,同时也是最大的绕行速度。一旦超过这个速度,就会脱离地球的引力,飞离地球,另外几大宇宙速度同样如此。

控制速度很重要

  • 人造卫星的作用

自前苏联在1957年,发射第一颗人造卫星以来,全球大约已经发射了6600多颗人造卫星,而目前还在工作的卫星仅剩下1000多颗

人类利用这些卫星,可以更好地了解地球,观测地球。这些卫星按照用途可以分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。我们一般常见的就是应用卫星,数量也是最多的一种卫星,这些卫星在我们的生活中起到了重要作用

第一颗人造卫星

比如在生活中,我们依靠这些卫星进行通信、了解近期的天气情况、进行导航定位等等,每一个人造卫星都在地球上方各司其职。也正是因为我们达到了第一宇宙速度,我们才能够有这么便捷的生活

第二宇宙速度

第二宇宙速度则是指要脱离地球引力的速度,所以也叫脱离速度,这个速度需要达到11.2千米/秒。目前人类研究发射的行星或卫星探测器已经达到了这个速度,它们在脱离地球引力后,会按照曲线绕太阳飞行

卫星探测器

在探索行星和卫星的探测器中,有一个卫星比较特殊,那就是月球。虽然探测器需要飞离地球,但是由于月球作为地球唯一的天然卫星,其仍旧受到地球引力的影响,因此从地球上发射的探月航天器,只需要初始速度不小于10.848千米/秒就可以。

月球正反面

  • 行星或卫星探测器的作用

1977年,美国发射的旅行者1号和旅行者2号为探索宇宙作出了巨大的贡献。让我们能够了解到太阳系内各大行星的具体信息,并且对其卫星展开研究。这对于我们寻找第二地球和研究宇宙有着重要作用

旅行者1号和旅行者2号

如今两个旅行者号探测器还会从不同的方向飞出太阳系,去探索太阳系外的宇宙

第三宇宙速度

第三宇宙速度就是指,航天器摆脱太阳的引力,飞出太阳系需要达到的速度,这个速度为16.7千米/秒,不过这个是相对于从地球发射的航天器的初始速度

由于地球绕太阳运动的速度大约为30千米/秒,航天器在达到第二宇宙速度时,围绕太阳运动的速度已经达到大约30千米/秒了,此时只需要航天器的速度在往上增加12.4千米/秒,就可以飞出太阳系

航天器

在太阳系中,旅行者1号和2号已经借助木星和土星的引力弹弓效应达到了这个发射速度,并且在2013年,美国NASA就回应称,旅行者1号已经飞出太阳系,进入星际空间

第四宇宙速度

目前人类已经达到了以上三种速度,1991年,科学家们提出了第四宇宙速度。要飞出银河系就必须要达到第四宇宙速度,但是目前由于银河系的中心并非实体,因此很难判断其精确的质量和半径。

银河系

根据科学家粗略计算,航天器需要达到大约110-120千米/秒才有可能达到第四宇宙速度,不过科学家们认为,如果能够充分利用太阳系和地球的线速度,那么就可以使其速度降低到82千米/秒

第五宇宙速度

在第四宇宙速度下,航天器已经飞到本星系群。若要飞出本星系群就需要达到第五宇宙速度。科学家根据研究本星系群的直径等,计算得出,需要达到1500-2250千米/小时才有可能飞离本星系群,来到本超星系群。

本超星系群

要达到第五宇宙速度首先就要达到第四宇宙速度,即便帕克太阳探测器已经达到200千米/秒,那也只是借助了太阳系围绕银河系公转而达到的速度,其初始速度只有不到17千米/秒

帕克太阳探测器

因此要研究并达到第五宇宙速度,预计还需要花费好几十年的时间

第六宇宙速度

第六宇宙速度就是基本上就是光速了,光速大约有299792千米/秒。要让航天器在发射时达到这个速度,并从本超星系群来到更大的拉尼亚凯亚超星系团,才有可能逐渐接近宇宙边缘。

拉尼亚凯亚超星系团

但正如文章开头所述,我们的宇宙远比我们想象得更大并不是说我们达到了第六宇宙速度就能飞到宇宙边缘

更重要的是我们要有足够的时间,去抵达宇宙的边缘,这就不光要考虑航天器的速度,还需要考虑航天器飞行的寿命。否则即便是我们有机会达到光速,也没有办法真正地飞到宇宙边缘

航天器也有保质期

不过,我们回想一下,科学家们从上世纪五十年代,开始突破第一宇宙速度,如今半个多世纪过去,我们已经达到了第三宇宙速度。那么我们有理由相信,在未来有一天,我们可以对第四、第五、第六宇宙速度进行逐个击破

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