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离开地球多远就再也回不来了?
发布日期:2022-08-14 21:53    点击次数:114

这是一个非常有趣的问题,需要区分两种情况来理解,一种是有动力,想去哪就去哪,另一种则是无动力,把你放在哪里就在哪里,看看两种情况,究竟是否都能满足这个条件!

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无动力情况下,离开地球多远就回不来了?

其实在理想的状态下,无论放在哪里它都能回到地球,因为引力是一种长程力,它的作用距离是无限的,只是会越来越微弱,因此假如宇宙中只有一个地球,那么这个无动力的情况下,比如说是一艘无动力的救生飞船,无论它多远,总会有一天回到地球,但可能时间比较久。

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不过这个宇宙却不只是有地球一个,而是具有数不清的星球,这样的情况下就有各自的势力范围,这个范围被称为希尔球,分界点是拉格朗日点中的L1点,如下图:

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比如上图中的地月系拉格朗日点L1就是两者势力范围的界限,一艘无动力的救生飞船,只要离开地球超过L1点,那么它就会坠向月球,如果还在L1点范围内,那么它就会坠向地球,这个点距离地球的距离请看上图。

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日地之间的拉格朗日点比较靠近地球,这也容易理解,毕竟太阳和地球根本就不在一个数量级上,这个L1点位于地球和太阳之间,距离地球150万千米的位置,这个L1点可是好地方哦,SOHO卫星就定点在那里,永远都可以看到太阳,同时还能永远看到白天的地球。

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月经不调能怀孕吗 34, 34); text-align: justify; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);">同样道理,一艘没有动力的飞船一旦到达此处后就是日地拉锯战的分界线,双方的力量在这里来是平衡的,但只有个天体连线受力的电是不平衡的,迟早会远离这个位置,飘到哪里去就很难预测了,这要看受到的扰动来源与方向。

无限动力下,离开地球多远后再也回不来了?

这是一个反常识的问题,有无限动力怎么可能会回不来?但事实真的就是这样,在距离地球某个确定的远处就有这样一个地方,一旦到达那里后,这艘即使有着无限燃料的飞船,它也永远无法飞回地球。

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飞不回来的那个位置在哪里呢?算一下就知道了!

光的速度是:299792458m/s

哈勃常数是:67.80±0.77(km/s)/Mpc

一秒差距的距离是:3.2616光年

那么这个距离为:299792.458 / 67.8 x 3.2616 x 100万=14421874351.221光年

大约为:144.2187亿光年

无论你是装载了多少燃料飞船,只要飞到距离地球大约144.2亿光年外,那么就别想回到地球了,这究竟是为什么呢?

宇宙膨胀:一动不动都能超过光速

早在1920年代,哈勃就已经发现了越是遥远的信息就会以越快的速度远离,从而计算出了哈勃常数,尽管数字有点不太精确,但至少知道宇宙并不是静态,而勒梅特与弗里德曼则更进一步,从这个宇宙膨胀中得出了宇宙诞生于一个原生原子,宇宙大爆炸的概念呼之欲出。

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之后则是宇宙中原初元素的丰度以及宇宙微波背景的发现,大爆炸的理论也逐渐成型,宇宙诞生于138.2亿年前的一次爆炸,而大爆炸的余晖现在仍然在辉映,同时宇宙也在这次爆炸后不断在膨胀。

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更让人惊奇的是,1998年两个科学团队还通过研究Ia型超新星的爆发,发现宇宙大约从90亿年前开始了加速膨胀,这个结论有些让大家错愕,宇宙越来越大,可能会面临热寂或者大撕裂。

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不过好消息是在2013年3月21日,欧空局的普朗克卫星测得了迄今最精确的哈勃常数为67.80 ± 0.77 千米每秒每百万秒差距(67.80 ± 0.77 km/s/Mpc),这个数据的意思是每隔326万光年,宇宙膨胀的速度就增加67.8千米/秒,上文就是据此计算,宇宙在144.2亿光年外膨胀超过光速。

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所以只要有飞行器到达这个位置,当它打算回到地球时,那么很抱歉,在它背后的地球正以光的速度离去并且很快将超过光速,而飞船在使用现有的“常规”推进引擎下,无论多少燃料都无法让飞船加速到光速,所以它回不来了。

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但飞船永远都到不了这个位置,为什么?膨胀不是单向的,是宇宙的每一处都在膨胀你看对方在远离,对方看你也在远离!所以那个144.2亿光年外的位置,以现在的引擎是永远都到不了的。

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不过另一种选择是,飞船只要只需到达某个指定点,比如100亿光年外,然后在那里等上几十亿年,这个位置与地球之间的空间膨胀速度就会超过光速了。

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是不是有点搞脑子?但这只是一个无聊问题的有趣答案!



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