第四宇宙是什么

第四宇宙是什么,第1张

从1924年起,人类不断收到同一组来自宇宙的呼救信号,经过美苏法英的共同翻译,内容如下:“请指引我们到第四宇宙,这里到处都在发生爆燃,我们的处境十分危险,我们的时间是117089,位置在第12银河系。”从这时起我知道有第四宇宙,我们可能就在第四宇宙里。

所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为二百八十三公里每秒,指在银河内绝大部分地方所需要的脱离速度。如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低脱离速度可为八十二公里每秒。由于人类对银河系所知甚少,这个数字还需要很久才能形成公论。目前认为为二百八十三公里每秒,此数值为在银河系内的绝对脱离速度。

宇宙速度的概念也可应用于在其他天体发射航天器的情况。例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中的M,R,g换成火星的质量、半径、表面重力加速度即可。

目前认识

在近代的火箭技术上,人类早已实现了三种宇宙速度。所谓第四宇宙速度,是指冲出银河系的最低的发射速度。第一宇宙速度是要使航天器绕地球旋转而不掉落到地面的最低发射速度(791km/s);第二宇宙速度是航天器如欲飞离地球而不再返回的最低的发射速度(1119km/s);飞出太阳系的最低发射速度称第三宇宙速度(1666km/s)。由于人类对银河系的了解尚在进行中,它的精确质量和半径尚未清楚。因此,飞出银河系的第四宇宙速度的数值只能估算,大约在110~220km/s之间。目前,人类还没能实现第四宇宙速度。

因为人类的航天技术还在起步阶段,连太阳系都没有飞出去,旅行者1号探测器目前也只是出了日球层,还没有摆脱太阳的引力。太阳系的半径至少有1光年,凭人类目前的技术,飞出太阳系都需要上万年。

(经过几十年的飞行,旅行者1号才刚出了日球层)

第一、第二、第三宇宙速度仅适用于太阳系,人类现阶段也只能对太阳系内进行探索,经常讨论第一、二、三宇宙速度也就不奇怪了。即使达到了第三宇宙速度,也很难在太阳系内自由驰骋。目前人类的飞行器达到第三宇宙速度还是在依靠行星的引力弹弓效应来实现的。

下面先让我们来看一下人类对这些宇宙速度等级的定义

1,第一宇宙速度

第一宇宙速度就是卫星环绕地球所需要的最低速度,每秒79千米,又称之为环绕速度。物体达到了这个速度就不会再落回地球表面了。当卫星速度超过第一宇宙速度时,轨道就会变成为椭圆。

2,第二宇宙速度

第二宇宙速度就是航天器脱离地球引力的束缚成为人造行星、玩绕太阳公转所需要的最低速度,每秒112千米,又称之为脱离速度。

3,第三宇宙速度

第三宇宙速度就是从地球上发射的航天器摆脱太阳的引力束缚,飞出太阳系所需要的最低速度,每秒167千米,我们又将其称之为逃逸速度。

第三宇宙速度还是在考虑了地球公转速度(30千米每秒)的情况下,所得出来的最小速度。若没有地球的助力,在地球公转轨道处,物体要摆脱太阳的引力所需要的最小速度将为42千米每秒。

4,第四宇宙速度

第四宇宙速度是指从地球上发射的航天器摆脱银河系的引力束缚,飞出银河系所需要的最低速度。

由于人类对银河系知之甚少,银河系的质量及半径都十分不精确,因此算出来的第四宇宙速度,也只能作为参考。第四宇宙速度大约为110~120千米每秒。

(太阳带着八大行星在星际空间中飞行)

银河系的直径约在10万年以上,太阳距离银河系中心26万光年。太阳或者说是太阳系,绕着银河系中心做公转运动,大约225~25亿年公转一周,公转速度约为每秒220~250千米。

为什么很少有人谈及第四宇宙速度?

以目前的推进技术,第四宇宙速度还实现不了。可能有人注意到,目前的帕克太阳探测器在靠近太阳时的最高速度不是都达到了第四宇宙速度吗?但那只是在太阳的引力作用下产生的加速作用,并不是航天器真正的速度,目前凭人类的加速技术根本达不到。要想达到第四宇宙速度就需要不断的加速,所需要用到的燃料是惊人的,目前人类还办不到。

前三个宇宙速度的数值大小都比较精确,目前的使用范围较广,除了在中学教科书上有学,在科普及新闻报道中也经常提及,而第四宇宙速度的数值不是很精确,应用也不是太广泛,故很少有人提起。

总结

如果从科学的角度来看,之所以对第四宇宙速度避而不谈,就是因为其数值不准确。此外,人类就算以第四宇宙速度飞行,也需要上亿年的时间才能飞出银河系。

人类即使脱离了银河系,还需要脱离本星系群以及本超星系团,即第五宇宙速度以及第六宇宙速度,第五宇宙速度每秒至少要达到上千公里才行。至于脱离总星系,也就是宇宙,速度必须要超过光速,目前看来根本是天方夜谭。

光速是光的移动速度,是一个重要的物理常数,符号为c(来自英语中的constant,意为常数;或者拉丁语中的celeritas,意为迅捷),c不仅仅是可见光的传播速度,也是所有电磁波在真空中的传播速度她是爱因斯坦广义相对论中的一个重要指标,所以也可以被看做是一个临界点,顺便说一下,广义相对论中是把时间具象化,爱哥在广义相对论中指出,一旦速度超越光速,时间便会有可能倒流,就像是我们追上了时间而且超过了他,这也很好的解释了为什么许多遇见UFO的人会发现UFO走之后时间到回去了一共有五个速度,分别是

第一宇宙速度

(又称环绕速度):是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度(也是人造地球卫星的最小发射速度)大小为79km/s ——计算方法是V=√(gR), 即是 V= sqrt(gR)

(g是重力加速度,R是星球半径)

第二宇宙速度

(又称脱离速度):是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度大小为112km/s

第三宇宙速度

(又称逃逸速度):是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度其大小为167km/s

环绕速度和逃逸速度也可应用于其他天体例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中的M,R,g换成火星的质量、半径、表面重力加速度即可

第四宇宙速度

所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,指在银河内绝大部分地方所需要的航行速度如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低航行速度可为82km/s由于人类对银河系所知甚少,这个数字还需要很久才能形成公论指在银河内绝大部分地方所需要的脱离速度目前根本无法得出第四宇宙速度,原因是对于银心的质量以及半径等无法取值

第五宇宙速度

第五宇宙速度指航天器从地球发射,飞出本星系群的最小速度大小,由于本星系群的半径、质量均未有足够精确的数据,所以无法准确得知数据大小目前科学家估计本星系群大概有500--1000万光年,照这样算,应该需要1500--2250km/S的速度才能飞离,但这个速度以人类目前的科学发展水平,至少要几百年才能达到,所以现在只是个幻想

一所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,这个数据是指在银河系内绝大部分地方所需要的航行速度。但如充分利用太阳系的线速度以及地球的线速度,最低航行速度可减小为82km/s。

由于人类对银河系所知甚少,对于银河系的质量以及半径等也无法取值,120km/s的数值为在银河系内的绝对脱离速度,用作代表第四宇宙速度。第四宇宙速度的准确值至今无法辨认。

二宇宙速度是指物体达到112千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力束缚的一种速度。在摆脱地球束缚的过程中,在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球,而是按抛

物线飞行。脱离地球引力后在太阳引力作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系,物体的运动速度必须达到167千米/秒。那时将按双曲线轨迹飞离地球,而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。

宇宙速度是物体从地球出发,在天体的重力场中运动,四个较有代表性的初始速度的统称。 航天器按其任务的不同,需要达到这四个宇宙速度的其中一个。

也可应用于在其他天体发射航天器的情况。例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中地球的质量M、半径R、重力加速度g换成火星的M、R、g即可(其环绕速度计算公式为v1=(GM/R)1/2,逃逸速度计算公式为v2=﹙2GM/R﹚1/2)。

三假设第四宇宙速度是120km/s,光速已知是300000km/s,那么也就是说,光速一秒走过的路程,第四宇宙速度需要300000/120 = 2500 s ,那么同理,一光年的距离以第四宇宙速度就需要2500年,这个比例关系是不会变的

第一宇宙速度(V1)

航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。第一宇宙速度两个别称:航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。在一些问题中说,当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出V1=7.9公里/秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行,地面对航天器引力比在地面时要小,故其速度也略小于V1。

第二宇宙速度(V2)当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848公里/秒即可。

第三宇宙速度(V3)从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V3值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7公里/秒了。可以说,航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度。

第四宇宙速度(V4)宇宙速度的一级,预计物体具有110~120km/s的速度时,就可以脱离银河系而进入河外星系,这个速度叫做第四宇宙速度。

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