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從3.9萬米高空跳下,還能回到地球,地球引力到底有多大?

由 沐沐科技迷 發表于 舞蹈2021-05-18
簡介那麼為什麼說要足夠的速度才能逃離地球引力的控制呢

擺脫地心引力的速度是多少?

2012年10月14日,43歲的極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納正準備進行一場震驚世界的舉動。他乘坐特製的飛行器穿上宇航服,經過兩個小時的飛行,成功到達了距離地球3。9萬米的高空之上。這個高度是地球的平流層上空,位於太空邊緣,地球在此刻看來已經顯露出完整的球形。一切準備工作就緒後,這位43歲的冒險家頭部向下,縱身跳向地球。

從3.9萬米高空跳下,還能回到地球,地球引力到底有多大?

在地球強大的引力作用下,以自由落體的方式高速下降,僅用了25秒,其速度就超過了噴氣式飛機。巨大的氣流擾亂了其原本的飛行路線,由於失控,他的身體就像捲進了洗衣機,瘋狂地旋轉,有無數次跳傘經驗的他努力保持身體穩定性,將手臂以及雙腿夾緊,身體垂直於地面,使空氣阻力減少的最小,這使得他的速度不斷加快。飛行中他的最高時速曾達到1342公里/小時。超過了音速,是世界上首位完成超音速跳傘的運動員,最終在距離沙漠著陸點只有最後1500米時,他開啟降落傘,並最終成功著陸。

鮑姆加特納之所以能回到地球,全是地球引力的功勞。那麼你是否思考過這樣一個問題?地球引力的極限究竟是多遠?這個問題的答案可能出乎你的意料。引力是遠端力,理論上作用無限遠。飛多久就能夠飛出地球引力,這恐怕沒有一個止境。因為引力理論上作用無限遠,到了宇宙邊緣,地球引力理論上也還在。也就是說,要完全飛出地球引力是不可能的。但隱秘又是弱力,吸引力大小是與質量成正比,與距離平方成反比,即相互作用的兩個物體質量越大,引力越大,而距離越遠,引力衰減的越厲害,而且是呈平方級衰減。這樣,距離遠了,引力就很微弱了。也就是說不管距離地球多遠,吸引力的影響始終存在,只不過有大小之分。

從3.9萬米高空跳下,還能回到地球,地球引力到底有多大?

雖說,引力可以達到無限遠,但這只是理論上的,到了一定距離,引力也非常微弱,甚至可以忽略,那麼引力能感知的範圍怎麼表示呢?這便是希爾球半徑,每個物體都有自己的希爾球半徑,據計算地球的希爾球半徑為150萬千米。而月球距離地球只有38萬千米。因此,月球可以被地球牢牢地控制住,月球也只能圍繞地球公轉。以此類推,太陽的希爾球半徑更大,而地球只能繞太陽公轉。

那麼為什麼說要足夠的速度才能逃離地球引力的控制呢?愛因斯坦的廣義相對論提出,引力是由物質扭曲時空造成的,這就造成大質量天體周圍出現引力漩渦。想要逃離必須加快速度,就像逃離漩渦一樣,必須把船開快才能逃離。天體越大,漩渦越大,引力越大,需要的速度越快才能避免掉入引力漩渦內。根據這一原理,人們定義了宇宙速度。

第一宇宙速度,每秒為7。9千米,又叫環繞速度。此速度可以與地球引力抗衡,既不被地球引力所拉下來,也脫離不了地球引力控制。

第二宇宙速度,每秒11。2千米,又叫脫離速度,此速度能夠脫離地球引力,飛到150千米地球希爾球半徑以外的空間,前往其他行星訪問。

第三宇宙速度,每秒為16。7千米,又叫逃逸速度,此速度能夠脫離太陽引力。飛往太陽系以外。

第四宇宙速度,大概在110-120千米每秒,就是飛行器飛出銀河系的最小速度。

第五宇宙速度,達到1500-2200千米每秒,就能超越本精細的隱秘,但是擺脫引力不一定會飛出去。

第六宇宙速度,就是脫離我們現在的宇宙,到達另外一個世界的最小速度。

科學家認為這種速度必須得超越光速才能實現宇宙穿越,以目前人類的科技水平速度被限制在了第三宇宙速度。想要飛出太陽系,還需要至少一萬年的時間。宇宙如此之大,人類何其渺小,想要在這茫茫宇宙中得以生存,持有一顆敬畏之心必不可少。