超越极限：探索宇宙速度之谜 _生活知道

《超越极限：探索宇宙速度之谜》
为何我们如此关注第四宇宙速度？因为它就像一块鸡肋，看似诱人却又难以捉摸。所谓的第四宇宙速度，是指从地球出发的探测器要完全摆脱银河系引力所需的最低发射速度，其数值约为120千米每秒。地球围绕太阳公转，同时太阳携带着地球和其他行星一起绕银河系中心旋转，周期长达约2亿年，公转速度高达240千米每秒。因此，要从地球发射探测器，就必须利用太阳系绕银河系的公转速度，以达到第四宇宙速度。
既然有第四宇宙速度，那么必然也存在第三、第二和第一宇宙速度。这前三者的数值已被科学界广泛认可。尽管第四宇宙速度的概念已提出，但其数值仍不精确，仅是一个估算值。这是因为科学界对银河系质量的认识还存在分歧，由此计算出的第四宇宙速度自然也存在争议，不够准确。例如，银河系的直径至今仍未有一个确切的数值。理论上讲，银河系质量越大，其对探测器的引力束缚就越强，相应地，第四宇宙速度的数值也会更高。
对于人类目前的航天技术而言，120千米每秒的速度是一道难以逾越的障碍。我们目前主要依赖化学燃料作为动力来源，虽然以此燃料驱动的航天器的最快发射速度已超过第三宇宙速度（16.7千米每秒），但已接近极限，难以进一步提升。为了突破这一瓶颈，我们必须寻求新的推进技术。
说到这里，有人可能会想到NASA的帕克太阳探测器，它的最快运动速度曾达到200千米每秒。然而，这一速度是在接近太阳过程中受到太阳引力加速的结果。另外，由于银河系的巨大规模，即使达到第四宇宙速度，航天器距离真正飞出银河系仍然遥远。即便以光速飞行，穿越太阳系也需要一年以上的时间。因此，在航天器速度没有显著突破的情况下，探讨第四宇宙速度的实际意义并不大。
【超越极限：探索宇宙速度之谜】在此顺便介绍一下第一、第二和第三宇宙速度。第一宇宙速度也被称为环绕速度，为7.9千米每秒，是指航天器绕地球作匀速圆周运动而不坠落地面的最小速度。达到此速度的航天器将成为地球的人造卫星。但由于地球表面存在稠密大气层，卫星必须在150公里以上的高空才能绕地球稳定运行。第二宇宙速度又称为脱离速度，为11.2千米每秒，是指航天器摆脱地球引力所需的最小速度，是第一宇宙速度的根号2倍。达到此速度的航天器将成为绕太阳公转的人造行星。第三宇宙速度则被称为逃逸速度，为16.7千米每秒，是指在充分利用地球公转速度（30千米每秒）的情况下，航天器摆脱太阳引力所需的最小速度。通过利用木星、土星等行星的引力弹弓效应，这一发射速度还可以进一步降低，旅行者一号和二号探测器就成功运用了这一策略。
实际上，除了上述四种宇宙速度外，还有第五和第六宇宙速度。银河系只是本星系群的一部分，而本星系群又是更大的本超星系团（或称室女座超星系团）的一部分。第五宇宙速度是指探测器摆脱本星系群引力的最低速度，约为2000千米每秒。而第六宇宙速度则是探测器摆脱本超星系团引力的最低速度，其数值已接近光速（30万千米每秒）。
综上所述，速度是人类永恒的追求目标。只有当我们拥有足够快的速度——甚至超越光速的技术如曲速航行——时，人类才可能在浩瀚的宇宙中自由翱翔。