第四宇宙速度(第十一宇宙速度)[通俗易懂]

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一般我们夜晚仰望的星星数量只有6000多颗，在地球上可以清晰地看到一条朦胧的白带，也就是我们常说的银河系。事实上，这些白带基本上来自英仙座的旋臂。

肉眼可见的银河系只是银河系的一小部分。

现在我们普遍认为银河系的直径在10万到20万光年之间。但最新的观测数据加入了暗物质，因此该星系可延伸的引力范围达到了200万光年。

至于银河系的具体大小，目前还存在争议。大多数科普文都比较保守，通常用10万光年作为银河系的直径。事实上，银河系的直径很可能超过200万光年。

200万光年是什么概念？

我们可以用太阳系作为对比。离太阳系最近的恒星系统是比邻星，距离我们大约4.22光年，所以太阳系的引力范围只能扩大到2光年。所以一般认为太阳系的直径是2光年，半径是1光年。

不管是巧合还是必然，人类要飞出太阳系，也就一光年的距离。

旅行者一号是人类发射的最早的星际探测器，旨在飞出太阳系。

旅行者1号的速度必须大于第三宇宙速度，其飞行速度约为17.062公里/秒，太阳系的半径，即一光年，约为9.46万亿公里。

旅行者1号需要跨越一光年的距离才能飞出太阳系，这至少需要17645年。

银河系的直径是200万光年，太阳系的直径是2光年。而太阳系和银河系的直径是1:100万。

最生动的案例就是把太阳系比作一条一米长的中国田园诗狗。那么银河系的直径就相当于从北京到Xi安的距离。

在银河系里找太阳系，相当于在半个中国的面积里找一只中国田园诗狗。

如果银河系和地球一样大，半径会从100万光年(946亿公里)缩小到6400公里，缩小了1478万亿倍。

太阳的半径是69.63万公里。如果缩小同样的倍数，半径就是4.7× 10-7米。大约470纳米，相当于0.47微米。

并且细胞的半径通常为直径2至100微米。所以如果银河系和地球一样大，那么太阳就比细胞小。

人类未来是否有可能飞出银河系？

事实上，许多科学家说解决这个问题是不可能的。

如果没有虫洞或者曲速驱动，人类永远也飞不出银河系。

银河系是一个直径至少10万光年的盘状星系，但其厚度相对较薄，平均厚度只有1000光年，中心厚度为12000光年，边缘厚度只有几百光年。

仰望星空空，我们看到的银河系只是银河系边缘区域的厚度，大约只有1000光年厚。

最亮的部分是人马座星云，距离地球大约7800光年。

所以穿越银河系只能从银河系的垂直面开始。太阳系到银河系盘面的距离只有1000光年左右。按照旅行者1号的飞行速度，是不可能逃出银河系的。

我们知道第一宇宙的速度是7.9 km/s，这是飞行器发射的最小速度，也是绕地球公转的最大速度。

第二宇宙速度是逃离地球的最小速度，至少需要11.2 km/s。

第三宇宙速度是逃离太阳系的最小速度，至少16.7千米/秒..

旅行者一号的速度只有17公里/秒，只能飞出太阳系。

想要飞出银河系，需要挣脱银河系的引力束缚，也就是需要达到第四宇宙速度。

因为科学家还没有完整准确的测量出银河系的质量，所以目前只能估算出第四宇宙的速度在110km/s ~ 120km/s。

所以人类发射的探测器飞出银河系至少需要110 km/s。如果要保持这个速度，传统的石油燃料无法提供足够的动力。至少是需要核聚变动力的飞船。

以110公里/秒的速度，只要穿越银河系的厚度距离，也就是1000光年，就可以飞出银河系。按照这个速度，飞出银河系只需要272万年。

如果平行于银河系的盘面飞行，至少需要27万年才能逃离银河系。

所以，无论人类怎么飞，都逃不出银河系。在爱因斯坦看来，我们所希望的虫洞只是广义相对论引力场方程中的一个数学把戏，并不对应一种物理现象。到目前为止，人类还没有找到任何确凿的证据证明虫洞的存在。

如果虫洞被伪造，剩下的就是FTL曲速引擎。但这只是理论上的预测。如果未来的物理理论也否定曲速驱动，那么人类将永远被锁在星系里。

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