宇宙最快的速度排名(人类仅仅达到第三)

在两百多年前,人类科技刚出现没多久的时候,人类对速度还没有准确的认识,那时候他们认为世界上速度最快的就是天上飞着的小鸟,但是对于人类本身的速度,以前的人很是缺乏相应的想象力

在1885年第一辆三轮汽车制造出来之前,人类的最快移动速度是通过骑马达到的,而马车的速度能够达到平均每小时三十公里左右

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汽车发明了之后,人类只要一踩油门,就能轻松达到四五十公里的时速,但是当时人们对于速度的认知还是不够准确。

虽然当时的蒸气火车已经能达到时速六十公里,但是人们还是认为在汽车没有挡风设备的前提下,时速如果达到六十公里,人类会被空气的压力压到窒息而亡

直到现在我们日常使用的汽车已经能达到时速120公里,飞机能分分钟超音速,冲出音障,甚至我们的火箭已经能够冲出地球前往太空了。

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重力如何限制人类探索太空?

飞上天空一直都是以前人类的美好幻想之一,毕竟他们的认知中会飞的鸟儿永远都是自由的代表。

但是因为重力与引力的存在,人类在很长一段时间内都无法实现飞行这个愿望,为此许多甚至付出了生命的代价

比如明朝有一位叫做万户的人,为了实现飞天梦,自制了47个火箭绑在椅子上,想要借助火箭的推力升上天空,但是火箭却直接爆炸,万户为了实现自己的梦想而献出生命

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其实万户的思路是很正确的,只是当时的材料无法支撑这么强大的反推力,而且万户也没有事先做好安全验证工作,才导致这一悲剧发生。

仅仅凭借我们最朴素的感觉,我们都应该能意识到,想要离开重力的束缚,就一定要达到一定的速度,我们用力跳起,也只能跳起来一两米然后就会被拉回地面,所以必须要用更加大的力气起跳,换言之就是要有更大的速度。

大家可以想象一下,在一个高高的山峰上用尽全力扔一块石头,这块石头是不是会在我们力气的作用下移动一段距离,然后在重力和初速度的作用下以弧线的轨迹往下坠落

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如果扔石头的力气大一些,那么平移的这段距离是否就会更长呢?比如我们拉来一台大炮,我国的203毫米加榴炮,射程就能达到四十公里以上,炮弹初速度能达到933米每秒,这已经是两倍多的音速了。

那么这样的一颗炮弹往前平移的距离在强大爆破力的作用下,速度更快,平移距离更远,但最终还是会落在地面上

这时候大家应该已经想到了,如果物体飞行的初速度一直提升,那么这个物体将会一直围绕着地球旋转不会掉落下来

科学家们很早就将这个初速度计算出来了,只要能够达到7.9公里每秒的速度,就能摆脱地球重力的牵引作用,并将其命名为宇宙第一速度,也叫地球环绕速度

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宇宙六大速度

当然,有宇宙第一速度,就会有第二、第三速度,实际上宇宙速度一共有六个档次,相信有不少人对此都不甚了解。

宇宙第一速度,就是7.9公里每秒,这个速度比音速快23倍,其实已经远远超过我们正常认知中的速度,那些我们耳熟能详的顶级战斗机,它们的速度也才一两倍音速,偏重于速度的试验机最高也仅能达到七倍音速左右。

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前文说到这个速度也被称为环绕速度,是因为只要能够达到这个速度,就能在地球的上空围绕它旋转。当然如果在大气层中就算能达到这么快的速度,也会被空气阻力减速甚至会在与空气摩擦的时候被加热点燃,所以人造卫星和太空站都必须停留在大气层十分稀薄的太空之中

围绕着地球环绕,实际上依旧没有摆脱地球重力的控制,所以想要离开地球重力的范围,就必须达到更快的速度,所以第二宇宙速度就出现了

11.2公里每秒,这个速度并没有比第一宇宙速度快多少,但依旧是一个难以想象的速度,西湖的宽度约为2.8公里,我们必须在一秒钟之内跨越四个西湖,一般人是无法想象这个速度到底有多快。

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因为我们生活中根本无法接触到速度如此之快的物体,所有剩下的宇宙速度对我们而言,不过是数字的增加而已。

第三宇宙速度是16.7公里,这是人类目前能够做到的极限,达到这个速度就可以摆脱太阳重力的束缚,如果速度没能达到这么快,就只会往太阳方向掉落而去。

第四宇宙速度其实目前科学家们也是无法确定的,因为第四宇宙速度实际上是逃离银河系重力束缚的速度,但我们对银河系的质量估算并不精准,质量是影响重力的根本因素,质量越大重力越大,所需要的逃逸速度也就越大

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根据推算,由于我们是在太阳系出发,所以相对于银河系中心的超级黑洞,本身就具有一定的初速度,但即便如此我们依旧需要将速度提升到110~525公里每秒,才有可能往银河系的外围前进

第五宇宙速度则是需要逃离星系群,我们所处的星系群为“本星系群”,包括银河系在内,拥有超过五十个星系,这些星系因为重力的原因聚在一起,而这些物质产生的重力又影响着整个星系群,所以第五宇宙速度起码要达到1500~2250公里每秒,这个速度已经接近百分之一光速了。

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星系群之外还有超星系群,超星系群的直径约为2亿光年,是“本星系群”的二十倍。数个星系群聚集在一起,这些物质产生的重力让我们几乎无法离开这片区域。

有科学家认为,我们需要达到光速才有可能完全摆脱这些引力的束缚,达到第六宇宙速度,前往更加遥远的星际,甚至抵达“宇宙”的边缘

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人类目前能达到的宇宙第三速度

目前速度最快的飞行器是2006年发射的新视野号,在多级火箭的推动下,其在离开地球时速度已经达到16.2公里每秒,这个速度已经可以算是达到第三宇宙速度了。

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在进入宇宙空间后,飞船本身无法携带太多的燃料,所以飞船基本是靠一开始获得的初速度运动的,只是可以依靠本身自带的核能电池用以调整飞船行进方向和轨迹,所以飞船必须在地球以外获得更快的加速度。

这个加速的方法很简单,那就是进入木星、土星这些质量远超地球的行星范围内,借助它们强大的重力,为飞船增加速度

这个加速方法叫做重力助推,主要是让飞船飞掠过行星运动轨迹的后方,然后被行星的重力所捕捉,接着飞船借助行星围绕太阳公转的速度被往前带了一段距离,获得了加速

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形象点来说,其实就是一个人抓住从马车上垂下来的绳子,被拉着往前走了一段路,速度变快后又把手松开。

目前人类依旧十分依赖重力助推的方式对飞船进行加速度,根本原因在于,我们人类现阶段并没有十分适合在太空加速的技术

火箭推进需要大量的燃料,而这些燃料的重量太重,基本无法将其送到太空中,我们熟知的火箭中,有90%的重量都是燃料,除此之外还有火箭外壳和发动机的重量,飞船的重量只能占到5%以下

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所以如果推进方式没有质的飞跃,现阶段人类的太空投送能力就已经接近极限了,这也意味着飞船在太空中将会很难获得明显的加速

当然,现在科学家们也研发出了电离子推进器,这是一种只需要少量燃料就能燃烧许久的发动机,缺点只在于,这种发动机的推进力量很低,只能推动一张A4纸,大概就相当于我们用嘴吹气产生的推力了吧。

但是电离子推进器却是十分适合太空航行,因为它所产生的加速度是可以一直积累下去的,配合上燃料轻便、燃烧效率高、时间长的特点,电离子推进器能在太空源源不断地为飞船提供推进力

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比如日本发射的隼鸟号飞船,就是装载了这种发动机,在飞船化学发动机全部损坏的情况下,依旧能顺利运行,支撑着隼鸟号长达4年的太空探索,在这数年间,这个发动机为飞船累计增加了1.4公里每秒的加速度

速度限制的绝望

随着科技的发展,人类在深空领域的加速能力也会随之增长,现在我们已经能将无人飞船送出太阳系

继续发展下去,相信达到第四甚至第五宇宙速度都是有可能的,但令人绝望的是,人类似乎永远都无法突破光速的限制,我们也许会被永远禁锢在直径2亿光年的超星系群中了。

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第五宇宙速度也才百分之一的光速,而目前科学家们正在努力研发出可控核聚变,只要研发成功,在核聚变超高的能量利用效率上看,我们是有希望达到这个速度的,届时在宇宙中以数千公里每秒的速度穿行并不是没有可能。

但是比起脱离重力束缚的速度,宇宙的空旷才是真正让人感到绝望的事情。太阳系的半径能达到十几光时,旅行者一号、二号、新视野号这些飞船虽然达到宇宙第三速度了,但仍然需要三四十年才能到达太阳系的边界

以第四宇宙速度前进,就算是500公里每秒,想要穿越这个半径52850光年的银河系,就需要花三千多万年,如此漫长的时间足够摧毁任何一台飞船

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即便是能够达到光速,我们也依旧需要五万两千年才能离开银河系,更何况拥有质量的物质根本就没有超越光速的可能性。

结语

所以现在的人类表面上看是被速度限制在宇宙中,实际上,即便我们能达到相应的速度,我们也没有足够的时间前往更加遥远的距离探索

但是我们并不必为这个坏消息感到沮丧,因为科技一直都在发展的道路上,我们的知识受到现在的技术水平所限制。

现在的我们无法想象如何实现超越光速跨越广阔的宇宙空间,但在未来,也许我们可以发明出传送门这样的黑科技,所以我们需要脚踏实地一步步解决眼前的问题,最终所有的问题都有可能获得答案的。

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