宇宙第一速度第二速度第三速度分别是什么意义(2)

宇宙第一速度第二速度第三速度分别是什么意义

怎么会出来个第三宇宙速度16.7km/s

原来这所谓三个宇宙速度都是根据地球来考虑的，第三宇宙速度是从地球上逃离太阳引力的速度。

我们知道太阳是太阳系唯一的主恒星，质量占有整个太阳系的99.86%，因此整个太阳系都在太阳引力控制下，一般认为，这个引力影响有1光年半径。

根据这个公式，我们可以计算出太阳表面逃逸速度617.7km/s，到了地球这个距离太阳约1.5亿千米的地方，太阳的逃逸速度只需要42.2km/s。

而地球的围绕着太阳公转的线速度约29.8km/s，这样人造航天器借助这个动能，本来只需要12.4km/s就可以脱离太阳引力了。

但别忘了，人造天体还需要脱离地球引力，必须再加上脱离地球引力的动能，就必须克服地球引力做功，根据机械能守恒定律得出计算公式为：v=√（v'^2+v"^2）

这里，v为第三宇宙速度；v'为地球位置太阳逃逸速度-地球位置太阳环绕速度，即42.2km-29.8km=12.4km/s；v"为第二宇宙速度11.2km/s。代入数据计算：

v=√（12.4^2+11.2^2)=16.7km/s

这样得出在地球上发射航天器，需要16.7km/s就可以逃逸出太阳引力，飞出太阳系了，这就是所谓的第三宇宙速度。

不同天体有不同的“三个宇宙速度”

宇宙中每个天体都有环绕速度和逃逸速度，也有它们那里逃出某个系统的速度，但数值就完全不一样了。比如在火星、木星上，这三个宇宙速度就完全不一样了，因为它们自身引力以及与太阳的距离都不一样了。

从引力定律可以看出，引力大小是与作用物体双方质量乘积成正比的，因此双方物体质量越大，引力就越大，要达到环绕速度或者逃逸速度就越高。但为什么地球上的三个速度并没有说明飞行物体的质量呢？

原来引力本来就是弱力，只有当质量大到相当程度时，比如一个星球，才能显示出强大的力量。

比如我们每个人在地球上都靠近过许多物体，如大厦、高山甚至珠峰，我们能够感受到它们的引力吗？

人类制造的飞行器相对地球质量太小了，地球质量约60万亿亿吨，而发射一个火箭或飞船最多也就千把吨。

以后即便人类造出万吨星舰也只有地球的60万亿亿分之一，因此对于引力影响是很小的，在我们这种科普文章中，就可以忽略不计了。

不同的星球，质量相差就很大了，引力和环绕速度、逃逸速度就会完全不一样了。比如根据公式，我们可以计算出火星和木星的环绕速度和逃逸速度：

火星质量为6.4219x10^23kg，火星半径为3395km，其环绕速度为3.55km/s，逃逸速度约为5.02km/s；木星质量为1.90x10^27kg，半径为71492km，其环绕速度为42.1km/s，逃逸速度为59.5km/s。

如果还要计算出火星的第三宇宙速度，我们就可以先计算出v'和v"的值：根据上述相关公式，我们可以计算出火星位置逃离太阳引力速度为34.12km/s，火星环绕速度（公转线速度）为24.13km/s，v‘=34.12-24.13=9.99km/s；v"=5.02km/s。

计算得出v=√（9.99^2+5.02^2)=11.18km/s

火星第三宇宙速度，也就是在火星上发射航天器要逃离太阳引力范围的速度需要达到11.18km/s。

根据这些公式还可以计算出银河系逃逸速度

就是一些人声称的第四宇宙速度。不过银河系的质量还只是个粗略估计，一般认为约为太阳质量的2000亿倍，我们四舍五入取个整数就是4x10^41kg。

现在认为的银河系半径约10万光年，代入公式计算得出，银河系的环绕速度约为168km/s，逃逸速度约为237.5km/s。

但这个速度似乎没有什么意义。因为凭这个速度人类根本无法飞出太阳系，就更别说飞出银河系了。

人类要进行恒星际活动，在银河系里面穿行，速度至少要达到每秒数千千米甚至数万千米，或者采用曲速、虫洞穿越等技术，突破光速瓶颈。

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