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宇宙中有比30万千米每秒的光速更快的速度,...

速度”在科学上是用来衡量物体运动的快慢和方向,主要包括线速度和角速度,我们日常生活中所说的速度一般是指线速度速度在数值上等于物体运动的位移跟发生这段位移所用的时间的比值,我们最常用的速度单位是“米每秒”。比如,我们在高速公路上开汽车,通常会有一个速度的限制,那就是120千米每小时,也就是差不多33.3米每秒的速度,如果快于这个速度,就超速了。

宇宙中比光速还要快的速度

不过,在太空探索中,我们普通汽车的速度就太慢了,如果我们发射人造卫星,就需要克服地球的引力,那么就要达到第一宇宙速度以上,也就是7.9千米每秒。如果我们要飞出地球,完全摆脱地球的引力,那么就需要达到第二宇宙速度,也就是11.2千米每秒以上。以此类推,如果要摆脱太阳系的引力,就需要达到第三宇宙速度,也就是16.7千米每秒。

SpaceX猎鹰9号火箭与龙飞船

比如,目前人类发射的飞行距离最远的宇宙空间探测器,是美国在1977年发射的旅行者1号和旅行者2号,最快差不多就被加速到了20千米每秒,目前差不多飞行到了太阳系的柯伊伯带地区。如果,想要摆脱银河系的引力,就需要达到第四宇宙速度,这一速度预计为110至120千米每秒,目前人类技术还不能达到。科学家还提出了第五宇宙速度,也就是飞出“本星系群”的最小速度,大约为1500至2250千米每秒;还有第六宇宙速度,也就是飞出地球所在的宇宙的最小速度,由于人类对于宇宙的认识还十分肤浅,目前还没有准确的数值。

旅行者1号和2号轨迹图

以上我们所说的所有速度和“光速”来对比,那就是小巫见大巫了,光速的速度是大约30万千米每秒,地球到太阳的距离大约1.5亿千米,太阳光走完这一段路程只需要8分钟多的时间。那么,假如我们人类能够以光速前进,探索宇宙,是不是就能轻松到达任何地方了呢?其实不然,人类飞行器就算能够达到光速,对于宇宙探索还是不够用的。

宇宙全景图

宇宙”从字面上来理解,上下四方谓之“宇”,古往今来谓之“宙”,也就是说宇宙是时间和空间的集合体,实际上还不止,我们可以理解为宇宙是包含了时间、空间和事物(物质)的集合体。人类从古至今就在探索宇宙,从中国古代的天圆地方,到古代印度的梵天一梦,都是对于宇宙的朴素想象。宇宙到底有多大呢?目前还没有定论,但是最近研究表明宇宙的直径至少有920亿光年。

宇宙大爆炸

也就是说,就算我们光速前进,从宇宙的一头到另一头,也需要920亿年时间,而我们地球的历史也才46亿年时间左右。所以,在科幻电影中,宇宙旅行的速度都是“超光速”,那么宇宙中有没有比光速快的速度呢?这个好像还真有,“大爆炸理论”是目前最流行的宇宙学说,认为宇宙的时间和空间都来源于大约在138.2亿年前的一次大爆炸。

太阳系邻近星际空间

也就是说宇宙的年龄大约为138.2亿年,而我们观测到的宇宙直径却有920亿光年,而时间和空间的起点是一样的,也就是我们所说的“奇点”。光速是30万千米每秒,大爆炸至今的时间为138.2亿年,那么光应该走了138.2亿光年,为什么宇宙直径却有920亿光年呢?说明,除了光速以外,还有一种更快的速度存在,那就是“宇宙空间的膨胀速度”,大爆炸以后,宇宙空间不断膨胀,空间的膨胀速度比光速要快,我们人类将来能不能利用空间膨胀来进行宇宙探索呢?

宇宙飞船

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