從第一宇宙速率到第六宇宙速率,一個比一個快第六宇宙速度,為了便捷理解,我們不妨來進行一個思想實驗,來瞧瞧它們分別有多快。
如果我們在山頂奔向水平方向發(fā)射一枚手榴彈,接出來,這枚子彈會由于慣性而具備水平方向的速率,與此同時,它也會在月球引力的作用下向地面倒塌,于是這枚子彈都會飛出一段距離后落到地面上。很顯著,子彈發(fā)射時的速率越快,它在空中飛行的距離就越遠。
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因為月球是圓的,地面在整體上存在著一個曲率,因而遠處的地平面會相對我們當前的水平面出現(xiàn)“下降”,距離越遠,地平面就“下降”得越顯著。
這樣才會導(dǎo)致一種現(xiàn)象,那就是當某一枚手榴彈的速率達到一個值時,這么它在飛出一段距離后,其飛行高度會由于月球的引力而升高1分米,與此同時,在這個位置上的地平面也會由于月球的曲率而恰巧“下降”1分米,于是這枚子彈才會始終圍繞著地球繞圈,而不會掉到地面上(注:由于是思想實驗,因而我們何必考慮其它阻力)。
這些速率就是第一宇宙速率,其值約為7.9千米/秒,在此基礎(chǔ)上,如果我們繼續(xù)降低火箭彈的發(fā)射速率,這么子彈環(huán)繞月球的運行軌道都會弄成橢圓形,子彈的速率越快,這些橢圓形軌道就越狹小,當速率達到11.2千米/秒時,我們發(fā)射的子彈就可以甩掉月球的引力場,因而駛向宇宙深空,這些速率就是第二宇宙速率。
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因為太陽引力的禁錮,雖然我們發(fā)射的子彈達到了第二宇宙速率,也只能圍繞著太陽公轉(zhuǎn),而想要飛出太陽系,子彈的速率就起碼要達到16.7千米/秒,這就是第三宇宙速率。
須要注意的是,以上三種宇宙速率都是確定的,從第四宇宙速率開始,就只有恐怕值了。太陽系的上一級結(jié)構(gòu)是銀河系,如果我們在月球上發(fā)射的子彈,其速率正好可以使自己憑著慣性甩掉銀河系的引力場,這么它此時的速率就是第四宇宙速率。
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我們可以按照銀河系的質(zhì)量和半徑來估算出第四宇宙速率,以目前的觀測數(shù)據(jù)來估算,這個速率的恐怕值為110千米/秒至120千米/秒。通過同樣的方式,我們也可以估算出更高級別的宇宙速率。
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第五宇宙速率對應(yīng)的是本星體群,這是一個由銀河系、仙女座星體、三角星體等大概50個星體構(gòu)成的宇宙結(jié)構(gòu),其總體質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的6.5x10^13倍(65萬億倍),半徑可達1000萬光年,科學(xué)家據(jù)此估算出,第五宇宙速率大概為每秒鐘2000千米左右。
關(guān)于第六宇宙速率,目前并沒有確定的定義,通常覺得,第六宇宙速率對應(yīng)的是本超星體團(俗稱室女座超星體團)。
觀測數(shù)據(jù)顯示,我們所在的本星體群與附近的大概100個星體團和星體群一起構(gòu)成了本超星體團,其總體質(zhì)量大概是太陽質(zhì)量的10^16倍(1億億倍),半徑可達1.1億光年,照這樣估算,第六宇宙速率就早已接近光速了。
也就是說,如果我們在月球上發(fā)射一枚速率接近光速的子彈,這么在接出來的時間里,這枚子彈就可以憑著慣性甩掉本超星體團的引力場,之后“揚長而去”,其實了,這須要很長很長的時間。
聽到這兒第六宇宙速度,相信你們就會好奇,既然從第一宇宙速率到第六宇宙速率,一個比一個快,那有沒有第七宇宙速率呢?
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從理論上來講,第七宇宙速率對應(yīng)的應(yīng)當是“可觀測宇宙”,這是一個以月球為中心、直徑約為920億光年的圓球空間,也是我們?nèi)祟愒谟钪嬷芯湍苡^測到的極限范圍。
其實我們目前對“可觀測宇宙”的了解還遠遠不夠,并且有一點可以肯定的是,第七宇宙速率必將會超過光速,而從已知的化學(xué)規(guī)律來看,任何具有靜止質(zhì)量的物體都不可能被加速到光速,更不用說超光速了,因而可以說,第七宇宙速率只是一個理論值,在人類研究出超光速飛行技術(shù)之前,這并沒有實際討論的意義。
好了,明天我們就先提到這兒,歡迎你們關(guān)注我們,我們上次再會。