从第一宇宙速率到第六宇宙速率,一个比一个快第六宇宙速度,为了便捷理解,我们不妨来进行一个思想实验,来瞧瞧它们分别有多快。
如果我们在山顶奔向水平方向发射一枚手榴弹,接出来,这枚子弹会由于惯性而具备水平方向的速率,与此同时,它也会在月球引力的作用下向地面倒塌,于是这枚子弹都会飞出一段距离后落到地面上。很显著,子弹发射时的速率越快,它在空中飞行的距离就越远。
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因为月球是圆的,地面在整体上存在着一个曲率,因而远处的地平面会相对我们当前的水平面出现“下降”,距离越远,地平面就“下降”得越显著。
这样才会导致一种现象,那就是当某一枚手榴弹的速率达到一个值时,这么它在飞出一段距离后,其飞行高度会由于月球的引力而升高1分米,与此同时,在这个位置上的地平面也会由于月球的曲率而恰巧“下降”1分米,于是这枚子弹才会始终围绕着地球绕圈,而不会掉到地面上(注:由于是思想实验,因而我们何必考虑其它阻力)。
这些速率就是第一宇宙速率,其值约为7.9千米/秒,在此基础上,如果我们继续降低火箭弹的发射速率,这么子弹环绕月球的运行轨道都会弄成椭圆形,子弹的速率越快,这些椭圆形轨道就越狭小,当速率达到11.2千米/秒时,我们发射的子弹就可以甩掉月球的引力场,因而驶向宇宙深空,这些速率就是第二宇宙速率。
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因为太阳引力的禁锢,虽然我们发射的子弹达到了第二宇宙速率,也只能围绕着太阳公转,而想要飞出太阳系,子弹的速率就起码要达到16.7千米/秒,这就是第三宇宙速率。
须要注意的是,以上三种宇宙速率都是确定的,从第四宇宙速率开始,就只有恐怕值了。太阳系的上一级结构是银河系,如果我们在月球上发射的子弹,其速率正好可以使自己凭着惯性甩掉银河系的引力场,这么它此时的速率就是第四宇宙速率。
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我们可以按照银河系的质量和半径来估算出第四宇宙速率,以目前的观测数据来估算,这个速率的恐怕值为110千米/秒至120千米/秒。通过同样的方式,我们也可以估算出更高级别的宇宙速率。
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第五宇宙速率对应的是本星体群,这是一个由银河系、仙女座星体、三角星体等大概50个星体构成的宇宙结构,其总体质量约为太阳质量的6.5x10^13倍(65万亿倍),半径可达1000万光年,科学家据此估算出,第五宇宙速率大概为每秒钟2000千米左右。
关于第六宇宙速率,目前并没有确定的定义,通常觉得,第六宇宙速率对应的是本超星体团(俗称室女座超星体团)。
观测数据显示,我们所在的本星体群与附近的大概100个星体团和星体群一起构成了本超星体团,其总体质量大概是太阳质量的10^16倍(1亿亿倍),半径可达1.1亿光年,照这样估算,第六宇宙速率就早已接近光速了。
也就是说,如果我们在月球上发射一枚速率接近光速的子弹,这么在接出来的时间里,这枚子弹就可以凭着惯性甩掉本超星体团的引力场,之后“扬长而去”,其实了,这须要很长很长的时间。
听到这儿第六宇宙速度,相信你们就会好奇,既然从第一宇宙速率到第六宇宙速率,一个比一个快,那有没有第七宇宙速率呢?
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从理论上来讲,第七宇宙速率对应的应当是“可观测宇宙”,这是一个以月球为中心、直径约为920亿光年的圆球空间,也是我们人类在宇宙中就能观测到的极限范围。
其实我们目前对“可观测宇宙”的了解还远远不够,并且有一点可以肯定的是,第七宇宙速率必将会超过光速,而从已知的化学规律来看,任何具有静止质量的物体都不可能被加速到光速,更不用说超光速了,因而可以说,第七宇宙速率只是一个理论值,在人类研究出超光速飞行技术之前,这并没有实际讨论的意义。
好了,明天我们就先提到这儿,欢迎你们关注我们,我们上次再会。