第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)

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,我们不妨进行一个思维实验,看看它们分别有多快。如果我们从山顶水平方向发射一枚炮弹,那么,炮弹会因为惯性

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,我们不妨进行一个思维实验,看看它们分别有多快。

如果我们从山顶水平方向发射一枚炮弹,那么,炮弹会因为惯性而有水平方向的速度,同时在地球引力的作用下会落到地面,于是炮弹会飞出一段距离,然后落到地面。很明显,弹丸发射的速度越快,在空中就会飞的越远。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图

因为地球是圆的,地面整体有一个曲率,所以远处的地平面相对于我们现在的水平会“下降”。距离越远,地平面“下降”越明显。

这就会导致一个现象,就是当某个炮弹的速度达到一定值时,它飞出一定距离后,由于地球引力的作用,飞行高度会下降1cm。同时,这个位置的地平面会因为地球的曲率刚好“下降”1cm,所以壳会一直绕着地球转,不会掉到地上(注:因为是意识形态实验,所以不用考虑其他阻力)。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(1)

这个速度是第一宇宙速度,其值约为7.9 km/s,在此基础上,如果继续提高炮弹的发射速度,炮弹绕地球的轨道将变成椭圆形。炮弹的速度越快,椭圆轨道就越窄。当速度达到11.2 km/s时,我们发射的炮弹可以摆脱地球的引力场,然后飞向宇宙深处空。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(2)

由于太阳引力的约束,即使我们发射的炮弹达到第二宇宙速度,也只能围绕太阳旋转。要飞出太阳系,炮弹的速度至少要达到16.7公里/秒,这是第三宇宙速度。

需要注意的是,以上三个宇宙速度都是确定的,从第四个宇宙速度开始,就只有估计值了。太阳系的上部结构是银河系。如果我们发射到地球上的炮弹的速度刚好能靠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。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(3)

我们可以根据银河系的质量和直径计算出第四宇宙速度。基于目前的观测数据,这个速度的估算值是110 km/s到120 km/s,用同样的方法,我们还可以计算出一个更高层次的宇宙速度。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(4)

第五宇宙速度对应的是本星系群,是由银河系、仙女座、三角星系等约50个星系组成的宇宙结构。它的总质量约为太阳的6.5倍10^13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约为每秒2000公里。

第六宇宙速度目前没有明确的定义。一般认为第六宇宙速度对应的是局部超星系团(又称室女座超星系团)。

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(5)

根据观测数据,我们所在的本星系团与附近约100个星系团和星团一起构成了本超星系团,其整体质量约为太阳的10.16倍(1亿倍),直径可达1.1亿光年。照此计算,第六宇宙速度已经接近光速了。

也就是说,如果我们在地球上发射一个速度接近光速的壳层,那么在接下来的时间里,壳层就可以凭借惯性摆脱局部超星系团的引力场,进而“蒙混过关”。当然,这需要很长很长的时间。

看到这里,相信大家都会好奇。既然第一宇宙速度比第六宇宙速度快,那还有第七宇宙速度吗?

第五宇宙速度(5维世界的照片太震撼了)插图(6)

从理论上讲,第七宇宙速度应该对应的是哈勃体积,它是一个以地球为中心,直径约为920亿光年的球体空,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“哈勃体积”的了解还不够,但有一点是肯定的:第七宇宙的速度必然会超过光速。根据已知的物理定律,任何具有静止质量的物体都不可能被加速到光速,更不可能超过光速。所以可以说,第七宇宙的速度只是一个理论值,在人类发展出比光速更快的飞行技术之前讨论没有任何实际意义。

好了,今天就到这里吧。欢迎大家关注我们。我们下次再见。

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