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宇宙當中最大的速度單位

生活 更新时间:2024-09-02 16:12:23

人類什麼時候才能飛到宇宙邊緣?

科學家說:如果達到第六宇宙速度,那麼就有可能實現。在科學技術的發展下,人類正邁着穩健的步伐,一步步邁向宇宙

但是目前,人類能夠達到的也僅僅是第三宇宙速度。想要做到飛到宇宙邊緣,還需要繼續探索與研究

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今天我們就來了解一下宇宙的邊緣在哪裡?什麼是宇宙速度?如今還能否進一步加速?是否有可能達到第六宇宙速度呢?

宇宙的邊緣在哪裡?

在浩瀚的宇宙中,人類一直想要探索宇宙有多大。然而随着科學家們不斷地探索,卻發現宇宙的廣闊幾乎令我們難以想象

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從最初的我們觀測到太陽系,到銀河系,到本星系群,再到本超星系群。我們以為這就到達了宇宙的邊緣,然而後來科學家們又發現了更大的地方,拉尼亞凱亞超星系團。但是這一切并沒有結束,因為在還有更大的存在,北冕座長城,然而這也不是宇宙的邊緣

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如今我們了解到,可觀測宇宙的半徑為465億光年,如果我們達到第六宇宙速度,也就可以達到光速在宇宙中漫遊。然而即便是以光速行進,我們仍然需要大約1500年才有可能到達宇宙邊緣。

那麼我們什麼時候能達到第六宇宙速度呢?宇宙速度又是什麼意思呢?

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宇宙速度是什麼?

宇宙速度指的是物體從地球出發後,能夠脫離天體重力場的初始速度

根據牛頓的力學研究,在宇宙中存在一種萬有引力。每個有質量的物體都會用自己的引力吸引其他的物體,引力地打掉和物體的質量的乘積成正比,而與物體之間的距離的平方成反比

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在引力的作用下,圍繞在天體周圍的物質會以一定的周期和軌道繞其公轉。繞行的物體在萬有引力下形成的重力加速度,和公轉的向心加速度相同,因此其運動的軌迹就以圓周方式呈現

根據牛頓萬有引力公式和向心力公式,科學家們首先推算出了三大宇宙速度,即第一、第二、第三宇宙速度當物體的運動速度。而後科學家們在不斷地探索宇宙過程中,又陸續推導出了其他三大宇宙速度。他們認為當我們的技術達到第六宇宙速度時,就有機會飛到宇宙邊緣,而目前我們的宇宙速度,在一定程度上已經達到第三宇宙速度

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第三宇宙速度逃離太陽系

接下來就依次為大家介紹一下宇宙6大速度,在每一等級的宇宙速度下,我們可以到達哪裡,可以做什麼。

第一宇宙速度

第一宇宙速度也可以稱為環繞速度,是指物體發射的速度達到7.91千米/秒。這些物體會緊貼地球在地球表面,并圍繞地球做圓周運動。我們的人造衛星和航天器已經達到了這個速度。

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人造衛星

當然這些飛出地球的衛星和航天器會在地球上方大約120公裡的位置飛行,此時受到的來自地球的引力會比在地面小,因此它們的飛行速度隻要達到大約7.8千米/秒即可。

當然第一宇宙速度既是人造衛星需要達到的最小發射速度,同時也是最大的繞行速度。一旦超過這個速度,就會脫離地球的引力,飛離地球,另外幾大宇宙速度同樣如此。

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控制速度很重要

  • 人造衛星的作用

自前蘇聯在1957年,發射第一顆人造衛星以來,全球大約已經發射了6600多顆人造衛星,而目前還在工作的衛星僅剩下1000多顆

人類利用這些衛星,可以更好地了解地球,觀測地球。這些衛星按照用途可以分為科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星。我們一般常見的就是應用衛星,數量也是最多的一種衛星,這些衛星在我們的生活中起到了重要作用

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第一顆人造衛星

比如在生活中,我們依靠這些衛星進行通信、了解近期的天氣情況、進行導航定位等等,每一個人造衛星都在地球上方各司其職。也正是因為我們達到了第一宇宙速度,我們才能夠有這麼便捷的生活

第二宇宙速度

第二宇宙速度則是指要脫離地球引力的速度,所以也叫脫離速度,這個速度需要達到11.2千米/秒。目前人類研究發射的行星或衛星探測器已經達到了這個速度,它們在脫離地球引力後,會按照曲線繞太陽飛行

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衛星探測器

在探索行星和衛星的探測器中,有一個衛星比較特殊,那就是月球。雖然探測器需要飛離地球,但是由于月球作為地球唯一的天然衛星,其仍舊受到地球引力的影響,因此從地球上發射的探月航天器,隻需要初始速度不小于10.848千米/秒就可以。

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月球正反面

  • 行星或衛星探測器的作用

1977年,美國發射的旅行者1号和旅行者2号為探索宇宙作出了巨大的貢獻。讓我們能夠了解到太陽系内各大行星的具體信息,并且對其衛星展開研究。這對于我們尋找第二地球和研究宇宙有着重要作用

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旅行者1号和旅行者2号

如今兩個旅行者号探測器還會從不同的方向飛出太陽系,去探索太陽系外的宇宙

第三宇宙速度

第三宇宙速度就是指,航天器擺脫太陽的引力,飛出太陽系需要達到的速度,這個速度為16.7千米/秒,不過這個是相對于從地球發射的航天器的初始速度

由于地球繞太陽運動的速度大約為30千米/秒,航天器在達到第二宇宙速度時,圍繞太陽運動的速度已經達到大約30千米/秒了,此時隻需要航天器的速度在往上增加12.4千米/秒,就可以飛出太陽系

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航天器

在太陽系中,旅行者1号和2号已經借助木星和土星的引力彈弓效應達到了這個發射速度,并且在2013年,美國NASA就回應稱,旅行者1号已經飛出太陽系,進入星際空間

第四宇宙速度

目前人類已經達到了以上三種速度,1991年,科學家們提出了第四宇宙速度。要飛出銀河系就必須要達到第四宇宙速度,但是目前由于銀河系的中心并非實體,因此很難判斷其精确的質量和半徑。

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銀河系

根據科學家粗略計算,航天器需要達到大約110-120千米/秒才有可能達到第四宇宙速度,不過科學家們認為,如果能夠充分利用太陽系和地球的線速度,那麼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,航天器已經飛到本星系群。若要飛出本星系群就需要達到第五宇宙速度。科學家根據研究本星系群的直徑等,計算得出,需要達到1500-2250千米/小時才有可能飛離本星系群,來到本超星系群。

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本超星系群

要達到第五宇宙速度首先就要達到第四宇宙速度,即便帕克太陽探測器已經達到200千米/秒,那也隻是借助了太陽系圍繞銀河系公轉而達到的速度,其初始速度隻有不到17千米/秒

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帕克太陽探測器

因此要研究并達到第五宇宙速度,預計還需要花費好幾十年的時間

第六宇宙速度

第六宇宙速度就是基本上就是光速了,光速大約有299792千米/秒。要讓航天器在發射時達到這個速度,并從本超星系群來到更大的拉尼亞凱亞超星系團,才有可能逐漸接近宇宙邊緣。

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拉尼亞凱亞超星系團

但正如文章開頭所述,我們的宇宙遠比我們想象得更大并不是說我們達到了第六宇宙速度就能飛到宇宙邊緣

更重要的是我們要有足夠的時間,去抵達宇宙的邊緣,這就不光要考慮航天器的速度,還需要考慮航天器飛行的壽命。否則即便是我們有機會達到光速,也沒有辦法真正地飛到宇宙邊緣

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航天器也有保質期

不過,我們回想一下,科學家們從上世紀五十年代,開始突破第一宇宙速度,如今半個多世紀過去,我們已經達到了第三宇宙速度。那麼我們有理由相信,在未來有一天,我們可以對第四、第五、第六宇宙速度進行逐個擊破

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