牛顿的“速度与激情”

肖老师科普

故事开始于三百年前，牛老爵爷突发奇想:地面上的物体，怎样才能成为一颗卫星呢？

他猜想:在高处抛出物体，速度越大就落的越远，但地球是球体，物体的速度大到一定程度就不会落到地面上了，而会成为一颗绕地球做圆周运动的卫星，像月亮那样。

他马上推导出，这个速度要达到7.9km/s，这就是一颗地球卫星的最小发射速度，第一宇宙速度。

这件事在1957年，由前苏联实现。

从此，人类不断的把卫星送上天空，也不再满足于仅仅绕着地球转。

第二宇宙速度11.2km/s，是飞离地球引力场所需的最小速度。

1960年，前苏联向火星发射了火星1号探测器，拉开了人类探测火星的序幕。

更有意思的是，美国人埃隆马斯克仅仅是因为度假时看了一本《火箭推进基本原理》的书，就想把特斯拉跑车送上火星，为此他创立了私人火箭公司space X，并成功造出了人类最强的运载火箭——“重型猎鹰”。

第三宇宙速度16.7km/s，是飞离太阳系所需的最小速度。

1977年美国发射的旅行者一号，已于2012年，带着那张卡尔·萨根设计的金色唱片，离开了太阳系。

第四宇宙速度110km/s，是飞离银河系的最小速度。

银河系包括了太阳在内的4000亿颗恒星。

第五宇宙速度1500km/s，是飞离本星系群的最小速度。

本星系群包括了银河系在内的30多个星系。

第六宇宙速度，接近光速，是飞离本超星系团的最小速度。

本超星系团包括了本星系群在内的500多个星系群。

总结一下，如果这些宇宙速度作为“太空旅客”，他们想要逃离的距离分别是:

地球半径——6400千米

地月距离——40万千米

太阳系半径——150光年(1光年=946080000万千米）

银河系半径——5万光年

本星系群半径——500万光年

本超星系群半径——1亿光年

可观测宇宙半径——460亿光年

现在，请闭上双眼，想象一下宇宙的浩瀚。。。

这是旅行者一号在1990年拍摄的地球照片，著名的“暗淡蓝点”。

美国科普第一人卡尔·萨根，在看到这张照片后，说了这段著名的话：

在这个小点上，每个你爱的人、每个你认识的人、每个你曾经听过的人，以及每个曾经存在过的人，都在那里过完他的一生。

这里集合了一切的欢喜与苦难，数千个自信的宗教，每个英雄和懦夫、每个文明的创造者与毁灭者、每个国王与农夫、每对相恋中的年轻爱侣、每个人类历史上的圣人与罪人，都住在这里—— 一粒悬浮在阳光下的微尘。

明天孩子们就要学习人造地球卫星和宇宙速度了，这是一次难得的，让他们感受到宇宙浩瀚的机会，我也特意为他们写了这篇文章，虽然宇宙大到难以理解，但宇宙中最不可理解的事情，就是宇宙是可以被理解的。

耐心等待广告结束，这段视频将带领你，感受宇宙浩瀚。

附:关于第二宇宙速度和第三宇宙速度，评论区有我学生的推导过程，过程非常完美，值得学习，当年的学霸仍然宝刀未老，老师以你为荣，物理使我们快乐。

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