第四宇宙速度（第一、第二、第三宇宙速度都经常提，为什么很少有人说第四宇宙速度

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• 第一、第二、第三宇宙速度都经常提，为什么很少有人说第四宇宙速度
• 第四宇宙速度是怎么得出来的
• 第四宇宙速度有多快

第一、第二、第三宇宙速度都经常提，为什么很少有人说第四宇宙速度

因为不好用，“食之无味弃之可惜”来形容第四宇宙速度正合适，为什么这么说？先了解一下几个宇宙速度的基本定义再解答。

第一宇宙速度：环绕速度。

第一宇宙速度又称：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度、环绕速度，是指以地面为参照物达到7.9千米每秒的运行速度。简单来说，当你在地球上，以这个速度扔出一个物体之后，这个物体就可以一直围绕着地球做匀速圆周运动，而不会落向大地。

第一宇宙速度对于我们最主要的运用，就是人造卫星了。人造卫星的出现改变了现代人的生活，但实际上环绕地球的卫星，会比这个速度小一点。

因为，按照力学理论计算出的 7.9 公里/秒，只能保证卫星沿着地球表面运行。实际上，地球表面存在稠密的大气层，卫星不可能贴近地球表面作圆周运动，必需在 150 公里以上，才能绕地球作圆周运动。随着高度的增加，地球对卫星的引力会减小，因此在此高度下的环绕速度约为 7.8 千米/秒。

第二宇宙速度：地球逃逸速度。

当以地面为参照物，发射物体的速度达到11.2千米每秒，即第一宇宙速度的 √2 倍，这个物体就能沿一条抛物线轨道逃离地球引力的束缚，飞向宇宙。

第二宇宙速度的本质其实是一物体的动能克服该物体的重力势能时，该物体所需达到的最小速度。达到了这个速度才能实现太空探索，大大小小的探测器才能造访我们太阳系的邻居们。

值得注意的是，月球并未摆脱地球引力的范围，所以从地面发射探月航天器，是不需要达到第二宇宙速度的，实际上其初始速度不小于10.848千米每秒即可。

嫦娥四号任务月球车效果图

第三宇宙速度：太阳系逃逸速度。

在充分利用地球公转速度的情况下，即飞行器入轨速度与地球公转速度方向一致时，以地面为参照物，飞行器的速度达到16.7千米每秒时，就能沿双曲线轨道飞离地球，并能脱离太阳的引力，飞出太阳系。而这个速度是以离太阳表面无穷远处势能为0而求出的最小值。

目前人类唯一运用了第三宇宙速度的探测器就是“旅行者1号”（Voyager 1）。上个世纪70年代，NASA将代表人类最高成就的太空科技产品的旅行者1号发射了出去，它的任务就是飞出太阳系。在经过木星土星引力弹弓加速后，现在它已驶入了外太阳系，截止到2018年11月它仍然正常，不出意外它会成为第一个飞出的人造物体。

旅行者1号、2号的运动轨迹

被科学界公认的大三宇宙速度之间的关系

当发射速度V与宇宙速度分别有如下关系时，被发射物体的情况将有所不同：

第一种情况：当v《第一宇宙速度时，被发射物体最终将落回地面；

第二种情况：当第一宇宙速度≤v《第二宇宙速度时，被发射物体将绕地球公转，成为地球的“人造卫星”；

第三种情况：当第二宇宙速度≤v《第三宇宙速度时，被发射物体将脱离地球束缚，成为绕太阳公转的“人造行星”

第四种情况：当v≥第三宇宙速度时，被发射物体将飞出太阳系。

第四宇宙速度：银河系逃逸速度。

以地球为参照物，目前网上估算的是发射速度貌似达到120千米每秒时，才有可能摆脱银河系的引力束缚，飞离银河系。

但其实这个速度是一个不太靠谱的结论，它并没有被科学界确认，它更多出现在科幻或科普读物中。

为什么说第四宇宙速度不太靠谱？

首先，逃逸速度取决与要逃逸目标的质量。对于银河系，整体质量到底有多重？我们目前没有一个确定的答案。再加上银河系暗物质的发现，让银河系的质量之谜更加扑朔迷离。

其次，目前的第四宇宙速度的数值，仅仅是依据牛顿的万有引力给出的一个估算。但对于像银河系这样大的一个宇宙尺度，以万有引力公式计算，会产生相当大的误差。

最后，以人类目前掌握的化石燃料，要把推进器的速度提升到预估的第四宇宙速度，是永远不可能的，除非人类再掀起一场能源革命。

第四宇宙速度更像人们根据经典认知，给出的一个推论。他和大多数前沿物理理论一样，无法验证，但为什么这个速度，反而容易被大家所接受，而前沿物理理论的一些概念却无法被大家接受呢？原因仅仅是因为，这种速度推论的逻辑，符合人们的日常经验认知。

另外，第四宇宙速度，以及第二第三宇宙速度，都是一个逃逸的最低速度。他们最大的作用在于告诉我们，要逃离我们的所在地所需要的最低能量是多少？

然而，对于银河系这样超大的距离，即便人类以后有能力飞离银河系，也绝对不会以第四宇宙速度来飞离银河系，因为这样需要花费的时间太长了。人类至少要掌握了近光速或者超光速移动的方法，才有可能飞离银河系。

总结

在人类的科技实力，没有突破性进展的前提下，讨论第四宇宙速度，是完全没有意义的。套用奥康姆剃刀原理所说的，如无必须，勿增实体。

第四宇宙速度是怎么得出来的

所谓第四宇宙速度，是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出银河系所需的最小初始速度，约为110-120km/s，这个数据是指在银河系内绝大部分地方所需要的航行速度。

由于人类对银河系所知甚少，对于银河系的质量以及半径等也无法取值，120km/s的数值为在银河系内的绝对脱离速度，用作代表第四宇宙速度。第四宇宙速度的准确值至今无法确认。

人类发明空间航天器后，开始提高速度，提出达到的三种宇宙速度已经完成。于1948年达到第一宇宙速度，1955年达到第二宇宙速度，1969年达到了第三宇宙速度，其中，第一、二、三宇宙速度分别为7.9Km/s，11.2km/s，16.7km/s。目前，人类还没能实现第四宇宙速度。但已经在努力了。

第四宇宙速度有多快

为了解第四宇宙速度是什么，先来简单了解一下宇宙的结构。我们生活在地球上，地球绕太阳运行，太阳又绕银河系的中心运行。可以说，我们受到地球引力的束缚，地球又受到太阳引力的束缚，而太阳又受到银河系的引力束缚。宇宙速度就是指地球表面上的物体无动力摆脱各种宇宙结构引力场所需的初速度。按照目前的认知，能够确定的有第一、第二和第三宇宙速度，第四宇宙速度还无法精确计算出来。

第一宇宙速度

第一宇宙速度是指无动力的物体绕地球表面做圆周运动所需的速度，此时物体所受的引力全部用于提供向心力。通过计算可知，第一宇宙速度为7.9 km/s。

第二宇宙速度

第二宇宙速度是指从地球出发，无动力的物体摆脱地球引力束缚所需的最小初速度，其值为11.2 km/s。如果物体达到第二宇宙速度，后续无需再提供动力就能摆脱地球轨道，进入绕太阳运动的轨道。

第三宇宙速度

第三宇宙速度是指从地球出发，无动力的物体摆脱太阳引力束缚所需的最小初速度，其值为16.7 km/s。如果物体达到第三宇宙速度，后续无需再提供动力就能离开太阳系，进入银河系的星际空间之中。

第四宇宙速度

第四宇宙速度是指从地球出发，无动力的物体摆脱银河系束缚所需的最小初速度。由于银河系的确切大小以及质量分布还尚未清楚，所以无法精确计算出第四宇宙速度的大小。不过，据估计，第四宇宙速度至少在每秒一百公里以上。理论上，如果物体达到第四宇宙速度，后续无需再提供动力就能飞离银河系，进入茫茫宇宙的星系际空间之中。然而，人类目前最快的航天器仅为70 km/s，这个速度还未达到第四宇宙速度。

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