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什么是宇宙速度？簡單來說，宇宙速度就是從地球表面向宇宙空間發(fā)射人造地球衛(wèi)星、行星際和恒星際飛行器所需的最低速度。

為什么存在一個(gè)最低速度呢？因?yàn)榕ｎD的萬有引力在作怪。由于萬有引力的存在，人造飛行器要想圍繞地球運(yùn)行或者飛出地球、飛出太陽系、甚至飛出銀河系，就必須先擺脫地球引力、太陽引力和銀河系引力的束縛。而要想擺脫這些引力，就必須擁有一個(gè)足夠高的飛行速度。

以人造地球衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)行為例，如果人造地球衛(wèi)星的速度不夠高，那么它就無法擺脫地球引力，就會(huì)墜落到地面上。但是，如果速度太高了也不行，速度太高了它就會(huì)飛出繞地軌道。

對(duì)于天文愛好者來說，可能大部分人都聽說過第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

第一宇宙速度是人造飛行器圍繞地球表面作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。地球表面的赤道半徑R=6378千米，重力加速度為9.8米/秒。根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律的公式，可以計(jì)算出第一宇宙速度的值為7.9千米每秒。

當(dāng)人造飛行器發(fā)射速度超過第一宇宙速度時(shí)，軌道就會(huì)由圓周變?yōu)闄E圓。速度越大，軌道也就越扁。

當(dāng)人造飛行器超過第一宇宙速度并達(dá)到一定的值時(shí)，它就會(huì)脫離地球的引力場(chǎng)而成為圍繞太陽運(yùn)行的人造行星，這個(gè)速度就叫做第二宇宙速度，也被稱為逃逸速度。實(shí)際上，每個(gè)天體都有自己的逃逸速度，這與天體的質(zhì)量和半徑有關(guān)。

所謂“擺脫地球束縛”，就是幾乎不受地球引力的影響，這與處于離地球無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的位置的情況等價(jià)。第二宇宙速度的值為11.2千米每秒。

不過，我們需要注意的是，由于月球還沒有超出地球引力的范圍，所以從地面上發(fā)射探月航天器是不需要達(dá)到第二宇宙速度的，只要它的初始速度不小于10.848千米每秒就可以。

如果一個(gè)人造飛行器想要沖出太陽系，飛到浩瀚的銀河系中去漫游，那么它就需要達(dá)到16.7千米每秒的速度，這個(gè)速度就被稱為第三宇宙速度。

需要注意的是，16.7千米每秒是選擇飛行器入軌速度與地球公轉(zhuǎn)速度方向一致時(shí)計(jì)算出的值。如果它們的方向不一致，該飛行器所需速度就要大于16.7千米每秒了。如果沒有地球的助力，直接從地球軌道處擺脫太陽的引力，所需要的實(shí)際速度為42.1公里每秒。

可以說，飛行器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的唯一要素，只有多級(jí)火箭的工質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)才能突破第三宇宙速度。

對(duì)于人類來說，讓人造飛行器達(dá)到第三宇宙速度已經(jīng)是當(dāng)今科技的極限了。上世紀(jì)七十年代，人類向太空發(fā)射了兩個(gè)人造飛行器，分別是旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)，科學(xué)家希望它們能夠沖出太陽系，飛向浩瀚的宇宙中去。

然而，直接在地球上發(fā)射是無法沖出太陽系的，所以旅行者號(hào)探測(cè)器巧妙地利用了木星作為引力彈弓，來給自己進(jìn)行提速才勉強(qiáng)達(dá)到第三宇宙速度，這項(xiàng)技術(shù)也被認(rèn)為是未來人類離開太陽系的必要手段。

當(dāng)人造飛行器突破第三宇宙速度飛出太陽系后，就會(huì)進(jìn)入廣袤無垠的銀河系，此時(shí)天體之間的距離會(huì)以光年計(jì)數(shù)。我們還是以旅行者號(hào)探測(cè)器為例，假如該探測(cè)器足夠幸運(yùn)，有朝一日飛到了銀河系的邊緣，那么它要想擺脫銀河系引力的束縛，飛出銀河系，就需要用到第四宇宙速度。

由于人類對(duì)銀河系所知甚少，銀河系的質(zhì)量以及半徑等無法取值，所以科學(xué)家還無法給出第四宇宙速度的精確數(shù)值。不過，在銀河內(nèi)絕的大部分地方，第四宇宙速度的值約為110-120千米每秒。如果人類能夠充分利用太陽系圍繞銀心的轉(zhuǎn)速，那么第四宇宙速度的值可以降到大約82千米每秒。

飛出銀河系之后，旅行者號(hào)探測(cè)器的下一個(gè)目的地將是本星系群。根據(jù)上面的類推，第五宇宙速度就是指人造飛行器從地球上發(fā)射，飛出本星系群所需的最小速度。本星系群中的全部星系覆蓋一塊直徑大約1000萬光年的區(qū)域，據(jù)此計(jì)算，第五宇宙速度的值約為1500-2250千米每秒。

在本星系群之外，則是更為廣大的拉尼亞凱亞超星系團(tuán)，該超星系團(tuán)的直徑達(dá)到5.2億光年。人造飛行器要想擺脫拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的引力束縛，就需要達(dá)到第六宇宙速度。在不需要考慮能源消耗等一系列復(fù)雜條件的影響下，第六宇宙速度的值很可能接近光速（299792.458千米每秒）。

拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的上一層尺度是可見宇宙，可見宇宙的上一層還有不可見宇宙。所以從理論上來說，除了六大宇宙速度之外還應(yīng)該有第七宇宙速度、第八宇宙速度。

不過對(duì)于人類來說，第三宇宙速度之外的其他宇宙速度都太過遙遠(yuǎn)了！目前人類還只能在第三宇宙速度掙扎徘徊，而且以人類目前的科技水平和發(fā)展趨勢(shì)來看，我們根本看不到人類達(dá)到第四宇宙速度、飛出銀河系的希望。

除非現(xiàn)代理論物理學(xué)中的蟲洞穿越等技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。