银河系是圆盘状的,如果垂直于银面飞行,是不是更容易飞出去?( 二 )
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按照万有引力定律 , 一个物体所受到的万有引力大小 , 除了与引力源和自身的质量成正比以外 , 还与物体与引力源之间的距离平方成反比 , 除了这3个因素之外 , 再无影响万有引力大小的干扰来源 。 而在银河系内 , 一个物体不论是处在银盘之内 , 还是在银盘之外的上部 , 只要与银心的距离相同 , 那么它所受到的引力大小也完全一样 。 因此 , 垂直于银盘面发射飞行器 , 在初始状态下需要克服的引力也是完全一样的 , 但是 , 如果垂直盘面向外运动 , 则在单位时间内所远离银心的距离 , 要比沿着盘面向外运动时远离的距离小 , 从这里可以看出 , 垂直于盘面发射 , 不但不会比沿着盘面发射容易 , 反而需要的时间更长 。
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此外 , 沿着盘面发射飞行器 , 由于沿途会经过许多大质量的星体 , 可以借助这些星体的巨大引力 , 通过调整合适的轨道可以实现利用引力加速的功能 , 这也就是我们常说的“引力弹弓效应” , 从而使我们节省了大量的燃料 , 既节约了资金成本 , 也节约了时间成本 。 如果垂直发射 , 由于沿途的星际物质密度很低 , 基本上碰不到大质量的天体 , 想利用弹弓效应来加速也不可能 , 这就需要在发射时携带足够的燃料 , 无论是发射还是运行过程中都会大大增加能量的消耗 。
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要想离开银河系 , 必须要满足一定的逃逸条件 , 就像离开地球 , 需要物体的运动速度达到第二宇宙速度(11.2公里/秒) , 而离开太阳引力的束缚 , 需要达到第三宇宙速度(16.7公里/秒) , 而要脱离银河系 , 则必须要达到第四宇宙速度 , 即银河系的逃逸速度 。 从目前掌握的银河系质量、地球与银心的距离来看 , 由于这些数值都是估测值 , 因此第四宇宙速度也只能以现有数据进行估算 , 大约在110-120公里/秒 , 而依靠目前我们的多级火箭提供的推力 , 与这个数值还有着非常大的差距 , 因此 , 从飞行速度上看也离开不了银河系 。
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假如我们的技术水平突破了 , 可以达到银河系的逃逸速度120公里/秒 , 那么我们再看一下垂直于银盘面飞行 , 需要多久才能离开银河系 。 银河系的盘面厚度在1万光年 , 我们假设地球正好处于盘面的厚度中心 , 那么仅仅是离开银河系的银盘面 , 则需要1250万年 , 这个是以能够最低速度离开银河系盘面所需要的时间 。 假如我们掌握了可控核聚变技术 , 将飞行器的速度提高到光速的20% , 那么离开银盘面也得需要1.25万年 , 那么离开银河系的有效引力半径范围(10万光年) , 减去地球和银心的距离2.6万光年 , 则至少还得需要18.5万年 。 大家试想一下 , 这么长的时间 , 发射飞行器还有何意义呢?在星际旅行中 , 如果飞行时间需要以几百上千年计 , 都是对研究的不负责 , 都是对生命的不负责 , 何况是几万几十万年呢?
况且再者来说 , 垂直于银盘面飞行 , 沿途基本上没有什么星体 , 发射飞行器进行科学探测本身的意义也就失去了 , 我们何必这样去做呢?
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