早在近400年以前，物理學(xué)家牛頓就因蘋果的啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力，這是我們都知道的事情，但很多人可能并不知道，牛頓還使用一門大炮向我們描述了如何才能克服地球的引力。

當(dāng)然，牛頓的大炮并不是真實(shí)存在的，而是假想而出的，大致的意思是這樣的：將一門大炮架在高山之上，只要大炮的威力足夠大，使得打出炮彈的速度足夠快，那么這枚炮彈就能夠一直圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)而不墜落地面，這一思想實(shí)驗(yàn)就被稱之為“牛頓大炮”。牛頓不僅提出了“牛頓大炮”的構(gòu)想，還據(jù)此推斷出了這枚永不墜落的炮彈的速度是多少，它就是每秒7.9千米，現(xiàn)在我們稱其為“第一宇宙速度”。

在牛頓的時(shí)代，每秒7.9千米是一個(gè)無(wú)法企及的速度，即便是在當(dāng)代，大多數(shù)型號(hào)主戰(zhàn)坦克的炮彈出膛速度也無(wú)法超越每秒2千米。

不過(guò)沒(méi)有關(guān)系，現(xiàn)在我們有了火箭，通過(guò)數(shù)千噸推力的運(yùn)載火箭，我們能夠?qū)⑺钶d的航天器送入天空，讓它們?cè)诘厍蜍壍莱掷m(xù)運(yùn)行，這些航天器就被我們稱之為人造衛(wèi)星。在通常所講的三大宇宙速度之中，第一宇宙速度是現(xiàn)階段人類應(yīng)用最多的，因?yàn)槲覀兇蠖鄶?shù)的航天活動(dòng)都是在地球引力范圍之內(nèi)，其中也包括登月。月球是地球的天然衛(wèi)星，其仍舊位于地球的引力范圍之內(nèi)，所以從廣義上來(lái)講，登月并不算真的離開(kāi)了地球。

那么怎樣才算是真正離開(kāi)了地球呢？這就要用到第二宇宙速度了。

第二宇宙速度又被稱之為“地球逃逸速度”，只要具備了這樣的初始速度，那么航天器便可以徹底擺脫地球的引力束縛去探索太陽(yáng)系中其它的星球，而這個(gè)速度就是每秒11.2千米。當(dāng)代人類的航天事業(yè)已經(jīng)不滿足只是在地球身邊晃悠了，人類開(kāi)始挑戰(zhàn)更為遙遠(yuǎn)的空間，而火星就是人類最為感興趣的行星，要想發(fā)射航天器前往火星，那么就必須要達(dá)到每秒11.2千米的初始速度。

只在太陽(yáng)系內(nèi)逛一逛就可以了嗎？當(dāng)然不，我們的目標(biāo)可是星辰大海。

正因?yàn)槿祟愑兄绱诉h(yuǎn)大的理性，所以早在上世紀(jì)70年代就發(fā)射了以太陽(yáng)系外為目標(biāo)的航天器，旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)。地球也好，火星也罷，太陽(yáng)系內(nèi)的所有天體都受到太陽(yáng)的引力束縛，太陽(yáng)可比地球大多了，要擺脫太陽(yáng)的引力離開(kāi)太陽(yáng)系可不容易，必須要實(shí)現(xiàn)第三宇宙速度，也就是每秒16.7千米。為了能夠讓旅行者號(hào)擁有足以離開(kāi)太陽(yáng)系的速度，中途還利用了木星的引力彈弓效應(yīng)進(jìn)行了加速。第一、第二、第三，這三大宇宙速度是我們比較熟悉的，但在三大宇宙速度之外，其實(shí)還有著第四宇宙速度，那么第四宇宙速度是什么呢？為什么很少被提及呢？因?yàn)槲覀儗?shí)在不愿意提及。

所謂第四宇宙速度又稱“銀河系逃逸速度”，顧名思義，就是物體想要擺脫銀河系的引力束縛所要具備的初始速度，這個(gè)速度的估算值是每秒120千米。

好家伙，這個(gè)數(shù)字顯然與前三個(gè)不在一個(gè)量級(jí)之上，為什么說(shuō)這個(gè)數(shù)字是估算值呢？要計(jì)算逃逸速度，天體以及天體系統(tǒng)的質(zhì)量是一個(gè)必須要知道的條件，我們可以計(jì)算出地球的質(zhì)量，也可以計(jì)算出太陽(yáng)的質(zhì)量，但對(duì)于整個(gè)銀河系，我們卻無(wú)能為力，銀河系太大了，我們根本不知道其中有多少顆恒星，或許是1000億顆，又或許是4000億顆。既然連銀河系有多大，其中有多少恒星，我們都不知道，當(dāng)然也就無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算出它的逃逸速度，所以第四宇宙速度只是一個(gè)估算值。

我們并不知道第四宇宙速度的準(zhǔn)確數(shù)值到底是多少，這是我們很少提及第四宇宙速度的一個(gè)原因，還有另一方面的原因是第四宇宙速度讓我們深刻領(lǐng)略到了自身的渺小。

所謂宇宙速度，本質(zhì)上就是物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能的對(duì)抗，就現(xiàn)階段的人類而言，讓物體的動(dòng)能克服地球的重力勢(shì)能就已經(jīng)拼盡了全力，想要與銀河系對(duì)抗根本沒(méi)有可能。此外，第四宇宙速度雖然是銀河系的逃逸速度，但即便人類真的實(shí)現(xiàn)了第四宇宙速度，也不代表就能夠離開(kāi)銀河系，因?yàn)殂y河系的半徑高達(dá)數(shù)十萬(wàn)光年，不要說(shuō)每秒120千米，就算是每秒30萬(wàn)千米，離開(kāi)銀河系也需要數(shù)十萬(wàn)年，所以第四宇宙速度可能永遠(yuǎn)也用不上。

標(biāo)簽： 宇宙速度 三大宇宙速度