人类能走出银河系吗?

最外围的硬核束缚是逃逸速率,没有以人类意志为转移。

正在人类现有的认知局限内,万有引力定律、能量守恒定律和牛顿静止定律正在宇宙中是广泛实用的,这也就衍生出了任何一个天体都有的航天器逃逸速率没有雅点。

能够容易明白为:正在这个速率下,一个航天器领有的动能终究和它对天体的重力势能失调了,动能能够完全转化为势能。

再能够容易明白为:这货飞进来后,即使被天体引力拖着一直加速,但它依旧能逃到有限远的中央,速率也变患上有限趋近于零。

只有高出逃逸速率,就一定能永没有转头。

显而易见,这个逃逸速率跟天体的品质和跟天体的间隔有瓜葛。

例如正在火星外面,需求 5km/s;正在地球外面,需求 11.2km/s;正在木星外面,就需求 59.5km/s 了。

间隔天体越远,引力越弱,越容易逃离。例如正在太阳外面时,需求 600km/s;但是正在地球相近,因为间隔太阳很远和地球静止带来的惯性助力,逃离太阳反而只要求 16.7km/s 了。

从地球上看到的星河系一角,已是有数的恒星

那末,当初看看星河系。

超级巨无霸!

这货外面泄露约莫有 1000-4000 亿个恒星,直径 10-18 万光年。正在星河系核心,人人广泛觉患上存正在着微小的黑洞。

黑洞的逃逸速率,是超光速。换句话说,连光都逃没有进来,只能被困正在事宜视界内,这也是为甚么它叫「黑洞」的缘故。要是咱们住正在星河系核心相近,就没有用想着逃进来了。

幸福的是,太阳系地点的猎户悬臂间隔星河系核心很远,咱们逃离星河系反而变患上「容易」患上多,所谓的从地球起程逃离用的第四宇宙速率,人人觉患上只有 500+km/s。这个数据众说纷纷,因为人人对星河系的品质、半径之类的并没有精准的认知,但八九没有离十。

这象征着咱们的航天器到达这个速率以后,把它从地球上向着星河系外放进来,只有路上没有撞到货色(囊括间接冲进年夜天体引力希尔球),就一定能逃出星河系。

但是,给一个有未必品质的航天器(哪怕唯一多少吨吧)获取 500km/s 的速率增量,当初的人类科技还远远做没有到。

即使是借助其余年夜型的恒星引力助力,对现有的人类而言更是实践而已,因为咱们对系内满盈了未知。面临的危险远远高出用木星金星的借力,还没有如没有做。

从第三宇宙速率(逃离太阳系)的 16.7km/s,到第四宇宙速率的 500km/s,看似只有 30 多倍的增进。但动能公式奉告咱们,航天器的终究动能需求会是速率的平方,也便是 1000 倍!这些都间接反应到火箭里的一个没有雅点,特色能量 C2。

而且现正在只能靠火箭来弄,摄星设计之类的都是梦想,因而理论状况下这个 1000 倍会进一步增多。因为这也带来了一个年夜题目,火箭自己也是分量、也要斲丧到微小的能量啊,更况且终究能量请求是暴增到逃离太阳系的 1000 倍,自身起程时需求的变迁要更多。火箭越重,自己连飞都飞没有起来了,另有个毛线用场。

当初人类的火箭极限是甚么呢?用我《下一站火星》书里的原话好了,新视线号,

新视线号是人类史上唯五、且最快的逃离太阳系探测器,可悲的是近来 20 年内子类都没有新的逃离太阳系工作了

探测器的动能来自火箭,依据动能定理(能量跟速率的平方成反比),探测器 飞患上稍远一点就需求更高的速率逃离,对火箭供能的请求会年夜幅提拔。一次完全摆 脱太阳引力的工作对火箭请求极高,现正在唯一 2006 年发射的新视线号正在来到地球 和太阳时到达并高出这个速率(绝对太阳速率正在 45 公里 / 秒阁下),过后是一个 重达 569 吨的宇宙神 V-551 型火箭尽力推送一个 0.478 吨重的探测器。其余四个目 前能够离开太阳系的探测器(1972 年前驱者 10 号和前驱者 11 号,1977 年游览者 1 号和游览者 2 号)就要依靠木星等各年夜行星的「引力助推」能力够完成,以至新 视线号正在航行途中也遭到木星「助推」。

人类汗青上只有的这一个探测器能间接飞出太阳系,价钱是 569 吨火箭尽力推 0.478 吨。

要把终究的速率提拔到逃离星河系、绝对新视线号再提拔 1000 倍的动能,明显是远远远没有够的,人类做没有到,连擦个边都是期望。

而且即使到达了又怎样呢,一旦起程后微小的引力便会让航天器敏捷加速,路程理论上正在越来越慢。再以人类史上间隔地球最远的航天器游览者一号为例,自从 1977 年发射至昨天(2022 年 2 月 26 日),它已间断事情 45 年之久了,旅途远达惊人的 233 亿公里。

但这个间隔,光速仅需求 21 个半小时就能够走完了,还没有到一光天。而且游览者的速率还正在一直升高。就算到达间隔太阳近来的恒星半人马座,都需求最多数百万年。

人类汗青才多少千年,多少百万年太边远了。

这照样近来的恒星,星河系里但是稀有千亿颗恒星呢。

人类多少十年的寿命,正在这类尺度算个啥。

要逃离星河系,就基础是搞笑了。

 

觉得好的话记得打赏赞助小灰灰哦,小灰灰灰更有动力的,谢谢

小灰灰

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: