宇宙の3つの主要な速度は何ですか?なぜ第 4 宇宙速度についてはほとんど言及されないのでしょうか?

約 400 年前、物理学者ニュートンがリンゴからヒントを得て重力を発見したことは誰もが知っていますが、ニュートンが大砲を使って地球の重力を克服する方法も説明したことは知らない人も多いかもしれません。

もちろん、ニュートンの大砲は実際には存在せず、想像上のものです。一般的な意味は、高い山に大砲を設置するということです。大砲の威力が十分で、砲弾の発射速度が十分速ければ、砲弾は地面に落ちることなく地球の周りを回転することができます。この思考実験は「ニュートンの大砲」と呼ばれています。ニュートンは「ニュートンの大砲」のアイデアを提案しただけでなく、決して落ちないこの砲弾の速度が毎秒7.9キロメートルであると推測しました。私たちはこれを「第一宇宙速度」と呼んでいます。

ニュートンの時代には、秒速7.9キロメートルは達成不可能な速度でした。現代においても、ほとんどの主力戦車の砲口速度は毎秒2キロメートルを超えることはできません。

しかし、それは問題ではありません。今、私たちはロケットを持っています。数千トンの推力を持つ打ち上げロケットを使用することで、宇宙船を空に打ち上げ、地球の軌道上で運用し続けることができます。これらの宇宙船は人工衛星と呼ばれます。一般的に言われる3つの宇宙速度のうち、現段階で人類が最も広く利用しているのは第1の宇宙速度です。これは、月面着陸を含め、私たちの宇宙活動のほとんどが地球の重力の範囲内で行われているためです。月は地球の天然衛星であり、地球の重力範囲内にあるため、広い意味では、月への着陸は実際には地球を離れることを意味しません。

では、本当に地球を離れるとはどういう意味でしょうか?これには第 2 の宇宙速度の使用が必要です。

第二宇宙速度は「地球脱出速度」とも呼ばれます。この初期速度が達成されれば、宇宙船は地球の重力から完全に解放され、太陽系の他の惑星を探索することができます。この速度は秒速11.2キロメートルです。現代の有人宇宙飛行は、地球の周りをただ飛び回るだけではもはや満足できない。人類はより遠い宇宙への挑戦を始めており、火星は人類が最も興味を持っている惑星です。火星に宇宙船を打ち上げるには、秒速11.2キロメートルの初速度に到達する必要があります。

太陽系を散歩するだけで十分でしょうか?もちろん違います、私たちの目標は星の海です。

人間はまさにそのような先見の明のある合理性を持っているからこそ、1970年代という早い時期に太陽系の外層を目指した宇宙船ボイジャー1号とボイジャー2号を打ち上げたのです。地球であれ火星であれ、太陽系のすべての天体は太陽の重力の影響を受けています。太陽は地球よりもはるかに大きいです。太陽の重力から逃れて太陽系を離れるのは容易なことではありません。秒速16.7キロメートルという第三の宇宙速度を達成する必要がある。ボイジャーが太陽系を離れるのに十分な速度を確保するために、途中で木星の重力のスリングショット効果を利用して加速しました。 1 番目、2 番目、3 番目は、私たちがよく知っている 3 つの宇宙速度ですが、実際には、この 3 つの宇宙速度に加えて、4 番目の宇宙速度が存在します。では、第4宇宙速度とは何でしょうか?なぜあまり言及されないのでしょうか?本当に言いたくないから。

いわゆる第 4 宇宙速度は、「銀河脱出速度」としても知られています。名前が示すように、これは天の川の重力から逃れるために物体が持つべき初期速度です。この速度の推定値は秒速120キロメートルです。

うわー、この数字は明らかに最初の 3 つと同じレベルではありません。なぜ推定値と言われているのでしょうか？脱出速度を計算するには、天体と天体の質量がわかっていなければならない条件です。地球の質量や太陽の質量を計算することはできますが、天の川銀河全体についてはどうすることもできません。天の川銀河は広すぎて、その中に星がいくつあるのか全く分かりません。 1000億あるかもしれないし、4000億あるかもしれない。天の川銀河の大きさや星の数さえも分かっていないため、その脱出速度を正確に計算することは不可能であり、第 4 宇宙速度は推定値にすぎません。

第 4 宇宙速度の正確な値はわかっていません。これが、この値についてほとんど言及されない理由の 1 つです。もう一つの理由は、第四宇宙速度によって、私たちは自分自身の無意味さを深く認識するようになるからです。

いわゆる宇宙速度は、本質的には物体の運動エネルギーとその重力による位置エネルギーの対立です。この段階の人類にとって、物体の運動エネルギーが地球の重力による位置エネルギーを克服するようにすることは、すでに多大な努力を要することであった。天の川に立ち向かうことは、単純に不可能です。また、第4宇宙速度は天の川銀河の脱出速度ですが、天の川銀河の半径は数十万光年と大きいため、人類が本当に第4宇宙速度を達成したとしても、天の川銀河から脱出できるわけではありません。秒速120キロメートルどころか、秒速30万キロメートルだとしても、天の川銀河を抜けるのに何十万年もかかるので、第4の宇宙速度が使われることは決してないかもしれない。

詳細については、公式アカウントをフォローしてください：sunmonarch