第一、二、三宇宙速度經常被提起,為什麼很少提起第四宇宙速度?

2020-12-05 鍾銘聊科學

第四宇宙速度

其實關於宇宙速度的概念並不難理解,而且我們比較熟悉的是宇宙第一速度、宇宙第二速度、宇宙第三速度。

至於第四宇宙速度,很少被人提及,它的意思是從地球出發,擺脫銀河系的引力,衝出銀河系所需要最低速度,不過,這個宇宙速度很雞肋,因為它的數值還無法確定,甚至可以說這個數值對我們而言並沒有多大意義。那具體是咋回事呢?

宇宙速度的咋來?

我們需要從第一宇宙速度說起,傳統的說法就是第一宇宙速度是環繞速度,不過,我個人覺得這個說法並不容易理解,我們可以從牛頓思考萬有引力定律的方法來理解。牛頓在自己的著作《自然哲學的數學原理》當中,描述了他思考萬有引力定律的方法,我們現在也管這個叫做牛頓大炮。

那具體是咋回事呢?假設我們擁有一臺理想的大炮以及一顆理想的炮彈。

自由落體如果我把炮彈舉高到一定的高度,然後放手,那這個炮彈就會自由落體,掉到地上。

拋物線如果用大炮把炮彈打出去,讓炮彈得到一定的初速度,這時候就是一條拋物線。

第一宇宙速度那如果這個時候,我們讓炮彈打出來的速度達到7.9km/s,那炮彈就可以繞著地球轉圈了。

為什麼會這樣呢?我們可以思考一下剛才的拋物線運動,在炮彈運動過程中,其實地面是幾乎不變的,但是炮彈由於引力作用,就會有一個朝著地面落下的趨勢。

但是,如果我們仔細思考一下,地球其實是個曲面。(地球是球狀的)所以,其實地面是向下彎曲的。之前之所以會落在地上的本質原因是因為地面下落的幅度比炮彈下落的幅度小。如果炮彈下落多少距離,地面就像下落多少距離,那炮彈就永遠不會落到地面上,也就是繞著地球做圓周運動了。

所以,我們管幾乎貼著天體表現做圓周運動的速度叫做:第一宇宙速度。而在地球上速度達到7.9km/s時,就可以做到。

第二宇宙速度但是,如果我們在第一宇宙速度的基礎上不斷地進行加速炮彈,炮彈可能會走一個更大的圈子,但並不一定能夠擺脫地球的引力束縛,說白了就是還在地球的勢力範圍之內。

那什麼時候才能擺脫地球的引力呢?

當速度達到一定程度時,也就是第一宇宙速度的1,41倍(實際就是根號二倍),這個時候就可以擺脫地球的引力束縛,在地球上這個速度是11.2km/s,也被我們稱為第二宇宙速度

第三宇宙速度而第三宇宙速度也好理解,就是要擺脫太陽的引力束縛,離開太陽,這個速度是多少呢?通過萬有引力定律進行求解,得到的結果是16.7km/s。

(這裡要注一下,第三宇宙速度指的是在地球上出發,擺脫太陽引力束縛所需要的最低速度。)

無論是哪個宇宙速度,說白了都和引力自身是息息相關的。

第四宇宙速度

對銀河系的了解不夠而第四宇宙速度,是從地球出發,要擺脫銀河系的最低速度。這意味著它自身會和銀河系的質量有關係。但這時候問題就來了,銀河系邊界在哪,我們是不能確切知道的,下面這張我們常看到的銀河系的圖,實際上是觀測+模型+理論計算得到的。我們會發現,關於銀河系的半徑一直在變化,銀河系的恆星數也一直在調整,這些變化和調整就是基於更先進的觀測技術得到的。

而更本質的原因是,我們沒能力到銀河系的上方給銀河系拍照。這些指標定不下來,實際上銀河系的質量就很難確定下來。

但這還不是最難做到的,畢竟上文講的都是我們可以觀測到的銀河系的情況,但銀河系當中還存在著我們看不到的東西,那就是暗物質,而且暗物質的含量還不少,就宇宙總體來看,暗物質的比例比已知物質的5倍還要多。

也就是說,我們甚至都無法知道銀河系當中暗物質的提供的引力到底有多少。基於許多的不確定性,我們很難能夠得到從地球出發,脫離銀河系引力所需的最低速度到底是多少,因此這個第四宇宙速度的大小也就確定不下來了,變得很雞肋。

沒有實際的指導意義當然,讓第四宇宙速度變得更加無意義的是,目前的技術根本不足以讓人類脫離銀河系。人類現在的探測器只能勉強擺脫太陽的引力,勉強離開太陽,人類對它們的控制力幾乎為0。而太陽的尺度相對於銀河系簡直小到像一粒沙子。銀河系像太陽這樣的天體大概就有1500億~4000億顆,恆星係數不勝數,銀河系的半徑都有幾萬光年的尺度,也就是跑都要跑幾萬年,這對於人類而言簡直就是天文數字,何談擺脫銀河系的引力?

因此,第四宇宙速度也是在實際使用中根本涉及不到的。

基於以上兩點,才會使得第四宇宙速度很少被提及。

相關焦點

  • 宇宙存在第一、二、三宇宙速度,那存在第四、五、六宇宙速度嗎?
    第二宇宙速度的代表:阿波羅登月飛船,掙脫地球引力飛向月球三大宇宙速度為人類航天活動提供重要理論指導,人類就是根據三大宇宙速度的理論值實施對地球、木星、火星和太陽的探測並取得圓滿成功的,如果沒有這三大宇宙速度,人類航天事業可能不會取得如此輝煌的成就,說到這裡很多人會感覺疑惑,既然宇宙中存在第一、第二、第三宇宙速度,那麼是否存在第四
  • 我們都知道第一第二第三宇宙速度,為何第四宇宙速度很少被提到?
    (經過幾十年的飛行,旅行者1號才剛出了日球層)第一、第二、第三宇宙速度僅適用於太陽系,人類現階段也只能對太陽系內進行探索,經常討論第一、二、三宇宙速度也就不奇怪了。即使達到了第三宇宙速度,也很難在太陽系內自由馳騁。目前人類的飛行器達到第三宇宙速度還是在依靠行星的引力彈弓效應來實現的。
  • 第一、第二、第三宇宙速度經常聽到,為何很少說起第四宇宙速度?
    對於這幾個宇宙速度,經常關心祖國航天事業的朋友應該在熟悉不過了,第一宇宙速度是脫離地球引力進入環地球軌道的速度,第二宇宙速度地球的逃逸速度,但還不能逃離太陽系的速度,第三宇宙速度則是從地球軌道上逃逸太陽系的速度!那麼第四宇宙速度是逃離哪裡的?是銀河系嗎?
  • 第一、二、三宇宙速度
    然後嘞,電視裡就傳來一個詞彙:第二宇宙速度你來問我:什麼是第二宇宙速度?上學路上我們就宇宙速度展開了小小的討論我們的共識是:第一宇宙速度:太空飛行器想要發射上天,不被地球引力吸下來而環繞地球,這個速度得到第一宇宙速度
  • 第一、第二、第三宇宙速度都經常提,為什麼很少說第四宇宙速度?
    學過中學物理的讀者,肯定對宇宙第一,第二甚至第三速度不陌生。其實目前看來,人類可以計算出宇宙的第五宇宙速度。第六宇宙速度只能估測,而第七宇宙速度就超光速了,所以並沒有物理意義。第一宇宙速度是人類最常用到的速度。
  • 第六宇宙速度有多快?
    宇宙速度宇宙速度有多快?在日常生活中經常會提到「三大宇宙速度」,為什麼很少有人提起第四宇宙速度,第四宇宙速度又有多快呢?是否存在第五宇宙速度或者第六宇宙速度呢?「宇宙速度」是脫離某個天體引力範圍所需的最小速度,比如第一宇宙速度是某個物體圍繞地球做勻速的圓周運動時的速度,一個物體進入軌道後,只要這個物體具備的速度是第一宇宙速度,不需要再加速或增加動力就可以圍繞地球進行勻速運動,第二宇宙速度才是脫離地球引力進入宇宙空間需要的速度。
  • 第四宇宙速度有多快?
    引力的概念對人類認知宇宙起到了重大的影響,並且人類也開始一步步的探索宇宙,在發射探測器離開宇宙的過程中,我們發現了「宇宙速度」。通常情況下,我們談論的宇宙是「三大宇宙速度」,實際上還存在著「第四宇宙速度」,為什麼很少有地方提及「第四宇宙速度」呢?
  • 何謂第四宇宙速度,它於人類有什麼意義?
    第一、第二、第三宇宙速度都經常提,為什麼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。 就是從地球來說,有了三個宇宙速度,即環繞地球、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。那麼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。
  • 何謂第四宇宙速度,它於人類有什麼意義?
    第一、第二、第三宇宙速度都經常提,為什麼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。那麼所謂「第四宇宙速度」是什麼呢?就是從地球來說,有了三個宇宙速度,即環繞地球、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。那麼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。
  • 第一宇宙速度是多少,第一宇宙速度推導公式
    想知道第一宇宙速度是多少之,第一宇宙速度推導公式前我們先要清楚什麼是第一宇宙速度,所以接下來的段落裡我們就來說說這些相關的問題。一、第一宇宙速度是多少早期人們在探索航天途徑時,為了估計克服地球引力、太陽引力所需的最小能量,引入了三個宇宙速度的概念,假設地球是一個圓環,周圍也沒有大氣,物體能環繞地球運動的最低的軌道就是半徑與地球半徑相同的圓軌道。這時物體具有的速度是第一宇宙速度大約為7.9公裡/秒。物體在獲得這一水平方向的速度以後,不需要再加動力就可以環繞地球運動。
  • 太陽公轉速度2倍於第四宇宙速度,為什麼還在銀河系內轉圈?
    太陽的公轉速度大約是250km/s,繞銀心轉一圈大約要2.25億年。太陽現在已有50億年高齡,大約已轉了20圈,大概還要轉20圈,才會結束它輝煌的一生。太陽公轉速度跟宇宙速度有什麼聯繫?第四宇宙速度是多快?我們常會看到航天新聞裡提到宇宙速度,這到底是多快的速度?宇宙速度就是物體從地球飛出,逃離天體引力的速度。
  • 宇宙速度是物體擺脫太陽引力所需的速度,是否存在第四宇宙速度?
    自萬有引力定律發現以來,對於逃逸地球的速度,一直都在探索中,從最初的地球軌道速度,再到行星軌道速度,穿越太陽系的速度等,都是人類想要知曉的,而目前為止,人類已確定的宇宙速度只有第一宇宙速度,第二宇宙速度,第三宇宙速度。我們在初中時,物理課本上便有講這三大宇宙速度是怎麼產生的,對應的速度是多少。
  • 第一宇宙速度,第二宇宙速度……第六宇宙速度,它們分別是多少
    宇宙速度是指:從地球表面向宇宙發射人造衛星、宇宙飛船,「脫離」行星和太陽所需要的最低速度。發射的衛星或宇宙飛船先圍繞地球曲線前進,逐漸加速,最後脫離地球引力的束縛飛向茫茫宇宙中某個目的地。當人造衛星以7.9km/s的速度繞地球飛行,而這個7.9km/s是最低速度,如果慢了就會被引力吸引下來,快了容易脫離軌道,遠離地球。大於或小於這個速度都算失敗,即使最大也是最小。這個速度就是第一宇宙速度(7.9km/s)。如果我們要向太陽系內的行星上發射宇宙飛船,比如向火星或金星。這時如果速度還是7.9km/s。
  • 我們都知道第一、第二和第三宇宙速度,那第四宇宙速度有多快呢?
    我們先來簡單捋一捋第一、第二和第三宇宙速度,第一宇宙速度又稱最小發射速度,其值為7.9公裡/秒;第二宇宙速度又稱地球逃逸速度,其值為11.2公裡/秒;第三宇宙速度又稱太陽系逃逸速度,其值為16.7公裡/秒。
  • 第一宇宙速度第二宇宙速度是多少千米每秒,第一宇宙速度的意義
    ,無法圍繞地球運行,所以第一宇宙速度的意義至關重要。第二宇宙速度多少第一宇宙速度的運用實在長短常光法的,好比太空飛行器、人造衛星等等,假如人類不知道第一宇宙速度的意義,那麼太空飛行器就無法掙脫地球引力,無法離開地球天然就不能進入太空,所以它的意義對於人類來說至關重要,不僅地球有第一宇宙速度
  • 第一宇宙速度是多少 第一宇宙速度是如何實現的
    但是V1=7.9公裡/秒,這個數字是怎麼來的呢,除了第一宇宙,還存在其它的宇宙速度嗎?下面是奧秘世界為整理出最詳細的第一宇宙速度推導過程及相關宇宙速度的信息。    第一宇宙速度,是指太空飛行器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。第一宇宙速度兩個別稱:太空飛行器最小發射速度、太空飛行器最大運行速度。在一些問題中說,當某太空飛行器以第一宇宙速度運行,則說明該太空飛行器是沿著地球表面運行的。
  • 宇宙第一速度是多少_宇宙第一速度第二速度第三速度
    宇宙第一速度是多少_宇宙第一速度第二速度第三速度時間:2020-07-07 07:10   來源:今日頭條   責任編輯:毛青青 川北在線核心提示:原標題:宇宙第一速度是多少_宇宙第一速度第二速度第三速度 《支付寶》最近的螞蟻莊園問答基本上都和高考相關,最近的問答是問的物理知識,問的第一宇宙速度,v1=7.9
  • 第四宇宙速度是什麼?到底有多快?
    在中學物理中,我們已經學過第一、第二和第三宇宙速度。那麼,有沒有第四宇宙速度呢?第四宇宙速度有多快?達到第四宇宙速度能飛到哪裡呢?第一、第二和第三宇宙速度宇宙中引力作用無處不在,只要物體具有質量,就會有引力作用。
  • 歐洲消費者組織向蘋果提起訴訟 因軟體升級致iPhone運行速度減緩
    來源:新浪科技據報導,近日,一個消費者權益保護組織在四個歐洲國家對蘋果公司提起訴訟,要求賠償約1.8億歐元,理由是蘋果涉嫌欺騙用戶下載有意減緩iPhone速度的軟體更新。歐洲消費者組織(Euroconsumers)政策及執行主管埃爾斯·布魯格曼(Els Bruggeman)表示:「蘋果推出軟體更新,是為了掩蓋電池的問題,他們知道這會降低手機的速度。」歐洲消費者組織正是此次新訴訟背後的消費者權益保護組織。布魯格曼表示,歐洲消費者「只是希望得到與美國消費者同樣的尊重」。
  • 了解一下 宇宙第一速度
    在很多地方我們常常聽到第一宇宙速度,不過很多人並不知道它是什麼意思?第一宇宙速度分為兩個別稱:太空飛行器最小發射速度、太空飛行器最大運行速度。在一些問題中說,當某太空飛行器以第一宇宙速度運行,則說明該太空飛行器是沿著地球表面運行的。