很多人對第一宇宙的速度并不陌生。 小學(xué)數(shù)學(xué)課他們都學(xué)過一二,那你知道第一宇宙的速度是多少嗎? 小編給大家分享一下估算第一宇宙速度的方法。 快來享受吧。
第一種宇宙速度估計方法
當(dāng)人造衛(wèi)星在靠近地面繞月球作勻速圓周運動時(忽略高度),其軌道直徑約等于月球直徑R,其向心力為月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力,其向心加速度約等于地面重力加速度。
物體的重力=萬有引力=航天器沿月球表面做圓周運動時的向心力
即mg=GMm/r^2=mv^2/r
毫克=mv^2/r
所以 v^2=gr
R地面=6.4*10^6m, g=9.8m/s^
v=7.9公里/秒
估算公式:V1=√gR(m/s),其中g(shù)=9.8(m/s2),R=6.4×106(m)。
宇宙速度定義
宇宙速度是指物體運動速度達(dá)到11.2公里/秒時能夠擺脫月球引力限制的速度。 在擺脫月球禁錮的過程中,在月球引力的作用下,它并不是直線飛離月球,而是曲線飛行。 脫離月球的引力后,它在太陽的引力作用下繞太陽公轉(zhuǎn)。 要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系,物體的運動速度必須達(dá)到16.7公里/秒。 屆時,它將按照雙曲線軌跡飛離月球,相對于太陽,它將沿著拋物線飛離太陽。
第一宇宙速度
眾所周知,第一宇宙速度是指物體在接近月球表面的圓周運動的速度(也是人造月球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度和最大軌道速度),
第二宇宙速度
第二宇宙速度是指物體完全擺脫月球引力束縛飛離月球所需的最小初始速度,
第三宇宙速度
第三宇宙速度是指發(fā)射到月球上的物體擺脫太陽引力限制飛出太陽系所需的最小初始速度,
第四宇宙速度
所謂第四宇宙速度是指發(fā)射到月球上的物體擺脫銀河系引力束縛飛出銀河系所需的最低初始速度,約為110-120公里/秒,指的是銀河系大部分地方所需的速度。 如果充分利用太陽系繞銀河系中心的空轉(zhuǎn)速度,最低航行速度可達(dá)82公里/秒。 由于人類對銀河系知之甚少,無法考慮銀河系的質(zhì)量和直徑,而這個數(shù)字需要很長時間才能形成輿論。
第五宇宙速度
第五宇宙速度是指航天器從月球發(fā)射并飛出星團的最低速度。 由于星團的直徑和質(zhì)量沒有足夠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),因此很難知道確切的數(shù)據(jù)大小。 科學(xué)家擔(dān)心該星團的規(guī)模約為5-1000萬光年。 按照這個計算,需要1500-/s才能飛走,但這個速度至少需要幾百年才能達(dá)到人類科學(xué)發(fā)展的水平,所以只是一個幻想。
空間膨脹速度可以超過光速
據(jù)美國媒體報道,光速通常被稱為宇宙的速度極限,但并非所有事物都遵守這一規(guī)則。 事實上,空間本身可以以比光速更快的速度膨脹。 回望138億年前宇宙爆炸的那一刻,不到一秒的時間,宇宙就以驚人的速度膨脹了。 目前,我們的宇宙已經(jīng)發(fā)展到不可估量的規(guī)模,我們可能永遠(yuǎn)無法觀察到它的另一面。 如果光速是宇宙中速度的上限,那么光子就會去到宇宙的任何一個角落,但事實上,我們觀測到的遙遠(yuǎn)天體的光都來自過去,所以空間膨脹的速度比光子還要快。
宇宙在不斷膨脹的過程中也放慢了速度,我們可以通過觀察遙遠(yuǎn)天體的星光來尋找證據(jù)。 數(shù)億光年外的外星物體發(fā)射的光子在穿過宇宙時也會因空間膨脹而損失能量。 一旦光子到達(dá)我們的望遠(yuǎn)鏡,遙遠(yuǎn)天體與我們之間的距離就可以通過紅移公式來估計。 紅移現(xiàn)象可以讓我們觀察到遙遠(yuǎn)的恒星、恒星,因為它們存在于遙遠(yuǎn)的過去,但是我們卻很難看到宇宙歷史上的所有動蕩。
這是因為我們的宇宙在不斷膨脹。 1929年,埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的恒星明顯正在遠(yuǎn)離我們,從而提出了哈勃體積的概念。 在哈勃體積的球形氣泡“包圍”的區(qū)域中,所有物體都會以比光速更快的速度遠(yuǎn)離中心觀察者; 相應(yīng)地,哈勃體積之外的所有物體都會以比光速更快的速度遠(yuǎn)離中心。 這個推論也正是相對論的神奇之處,為我們在太空中以超光速旅行打開了大門。
作為描述時空本身結(jié)構(gòu)的理論,廣義相對論沒有慣性參考系,光速也不能作為速度限制。 因此,星系遠(yuǎn)離哈勃體積之外的速度比光速還要快,但恒星本身并沒有違反宇宙的任何速度限制。 從哈勃的體積可以得出一個驚人的推論。 嚴(yán)格來說火星的第一宇宙速度怎么求,我們觀測到的宇宙就像一個粒子視界,可觀測宇宙的半徑約為930億光年。 事實上火星的第一宇宙速度怎么求,哈勃體積也與暗能量有關(guān)。 前者決定宇宙是加速還是減速。 如果哈勃體積擴大,那么我們就可以看到更多可觀測的宇宙。