地球速度达30千米秒，比第3宇宙速度快很多，为何没飞出太阳系

　　数百年前，人类曾经认为地球就是宇宙的中心，日月星辰都在围绕着地球运动，后来人类才渐渐意识到这种观点太天真了。时至今日，我们早已知道地球只不过是太阳系中的一颗行星，它与太阳系中的众多天体一起围绕着太阳公转。
　　我们都知道，第1、第2和第3宇宙速度分别为7。9千米秒、11。2千米秒、16。7千米秒，它们分别对应一个物体在仅凭自身惯性，并且不计阻力的情况下环绕地球运行、脱离地球引力场以及飞出太阳系所需的最低速度。
　　据此我们似乎可以认为，在围绕太阳公转的过程中，地球的运动速度应该比第3宇宙速度慢才对，然而实际情况却并非如此，因为现代科学早已确认，地球的公转速度大约为30千米秒。所以问题就来了，地球速度达30千米秒，比第3宇宙速度快很多，为何没飞出太阳系呢？
　　对于一个天体而言，当其附近的某个物体运动速度达到了一个特定的值，这个物体就可以脱离该天体的引力场，这个速度就被称为该天体的“逃逸速度”，这可以通过一个简单的公式“V根号下（2GMR）”来进行计算（公式中的G、M和R分别指引力常量、天体质量以及该物体与天体质心之间的距离）。
　　我们将地球质量（约5。965x1024千克）、地球半径（约6371000米）代入上述公式，再将引力常量取值6。67x1011，就可以计算出地球表面的逃逸速度约为11。2千米秒，可以看到，这其实就是我们常说的第2宇宙速度。
　　利用同样的方法，我们也可以根据太阳质量（约1。989x1030千克）、日地平均距离（约1。5x1011米）计算出，在地球的位置上，物体相对太阳的逃逸速度约为42。2千米秒。
　　也就是说，地球的运行速度必须要达到42。2千米秒，才可以脱离太阳的引力场，进而飞出太阳系，显而易见的是，由于地球的速度只有30千米秒，远低于太阳的逃逸速度，因此“地球没有飞出太阳系”这种现象也就是理所当然了。
　　那为什么第3宇宙速度只有16。7千米秒呢？其实第3宇宙速度指的是，地球表面的物体在仅凭自身惯性，并且不计阻力的情况下飞出太阳系所需的最低速度，也就是说，第3宇宙速度是以地球作为静止参照系的。
　　地球30千米秒的公转速度，是以太阳作为静止参照系，这就意味着，假如我们在地球表面沿着地球公转方向发射航天器，就可以借助到地球的公转速度，在此基础上，只需要再增加12。2千米秒的速度，航天器就可以达到太阳的逃逸速度42。2千米秒，进而飞出太阳系。
　　然而12。2千米秒并不是第3宇宙速度，这是因为航天器还必须克服地球的引力束缚。从能量的角度来讲，从地球表面发射的航天器飞出太阳系需要的最低动能，其实就是地球表面的逃逸速度（也就是第2宇宙速度11。2千米秒）所对应的动能，再加上12。2千米秒的速度（即地球公转速度与太阳逃逸速度的差值）所对应的动能。
　　我们知道，物体的动能与其运动速度的平方成正比，这里我们将地球的逃逸速度记作V，将地球公转速度与太阳逃逸速度的差值记作V，就可以得到，从地球表面发射的航天器飞出太阳系需要的动能所对应的速度根号下（V2V2）。
　　简单计算后就可以得出，这个速度约为16。56千米秒，其实这就是第3宇宙速度，至于为什么不是16。7千米秒，其实是因为我们取值的精度问题，实际上，在上述的计算过程中，假如我们将地球的公转速度取值为更精确一点的29。8千米秒，就可以得到“16。7千米秒”这个近似结果。
　　总而言之，因为地球的公转速度是相对于太阳而言，而第3宇宙速度是相对于地球而言，所以我们不能将这两种速度进行直接比较。
　　好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。