高速篇：星球人類子彈飛船與光，我們這個宇宙的速度尺度

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本文共2674字，69圖。預計閱讀時間：7分鐘。

今天，我們聊一聊太空、軍事與科技中的各種速度。

藉此機會，小火箭會分三篇文章，給出一個跨度從0.000000000000000001米/秒到將近300000000米/秒，量級跨度為26個0的速度尺度。

本文是三篇系列文章中的第三篇：高速篇。

開篇：《低速篇：星球人類子彈飛船與光，我們這個宇宙的速度尺度》

第二：《中速篇：星球人類子彈飛船與光，我們這個宇宙的速度尺度》

11.107公里/秒，阿波羅10號載人登月飛船再入大氣的速度，迄今為止仍然是載人飛行器的速度紀錄。

這個速度，是光速的十萬分之四。

11.2公里/秒，地球逃逸速度。

1959年的蘇聯月球1號探測器，是人類第一個達到地球逃逸速度的飛行器，也就是人類第一顆人造行星。

有關該探測器，詳見小火箭的公號文章《踏上征程，觸摸太陽！對人類最強太陽探測器的六點分析》。

16.21公里/秒，新視野號探測器的飛行速度。

17公里/秒，旅行者號探測器相對於太陽的飛行速度。

29.8公里/秒，地球繞太陽公轉的平均線速度。

47.8公里/秒，伽利略號探測器墜入木星大氣時的速度。

這個速度，是所有人類可操縱的飛行器當中，最快的。該速度代表了目前人類文明能夠直接掌控的宏觀物體的最快速度。

70.2公里/秒，太陽神號太陽探測器的近日點速度。該速度是由強大的太陽引力和特殊設計的軌道共同作用的結果。

73.8公里/秒，朱諾號木星的探測器相對於地球的速度。這是目前人類飛行器被動飛行的最快速度紀錄，該紀錄在7年內，或許會被帕克探測器打破。

140公里/秒，梅西耶M98星系向我們銀河系飛速衝來的速度。

好在M98星系離我們還有4440萬光年遠，暫時還不用擔心。

小火箭風格：

這個距離，算起來，是4.2後面20個零 公里，相當於銀河系直徑的440倍。

200公里/秒，我們的太陽繞著我們的銀河系中心的公轉線速度。

這個速度，是光速的萬分之七。

308.571公里/秒，仙女座星系（之前的舊稱為仙女座星雲）向咱們銀河系飛奔而來的速度。

以上三圖，分別為仙女座星系的紅外、廣域紅外、可見光疊加攝影。

仙女座星系距離咱們銀河系只有250萬光年遠。

這個距離，只有銀河系半徑的49倍。

這是什麼概念呢？

小火箭算了一下，地球到月球的距離除以地球半徑的話，是63.34。

仙女座星繫到咱們銀河系，按尺寸等比例縮小的話，這個相對距離比地球到月球的情況還要近。

嗯，沒錯，按目前的觀測和計算結果，仙女座星系和銀河系在37.5億年後就會碰撞。

咱們的銀河系只有仙女座星系的一半大，在咱們多次穿越仙女座星系後，最終會融入該星系，兩大星系最終會變成一個橢圓星系，另有大量恆星和行星會被拋出新形成的星系之外，成為流浪恆星與流浪行星。

440公里/秒，也就是光速的千分之一點五，是閃電先導電流的典型速度。

500公里/秒，太陽風的典型速度。

552公里/秒，我們的銀河系相對於宇宙微波背景輻射的運行速度。

617.7公里/秒，從太陽表面發射火箭，逃離太陽所需的速度。

這個速度是光速的千分之二點一。

1000公里/秒，太陽海嘯的速度：根據磁流體動力學理論計算出來的莫爾頓波的傳播速度。

5000公里/秒，光速的0.017倍，銀河系S2恆星繞銀河系的銀心人馬座A超級大黑洞公轉的線速度。

1.4萬公里/秒，光速的0.047倍，快中子的典型速度。

3萬公里/秒，電子束的典型速度，光速的十分之一。

純水中的光速，在這個速度量級下的值為2.249，也就是真空中光速的0.7502倍。

10萬公里/秒，從一顆中子星表面，發射火箭進入太空所需的速度量級。

上圖為哈勃望遠鏡拍攝的蟹狀星雲，其中心，有一顆年輕的中子星。

10萬公里/秒，光速的三分之一，閃電真正的力量回擊電流（比先導電流速度快得多）的典型速度。

12.4萬公里/秒，光在鑽石中穿行的典型速度，為真空中光速的0.4倍。

介質中，光的速度會低於真空中的光速。這就給介質中超光速的現象提供了可能。

小火箭調動小火箭計算中心2號超級計算機，推導公式後，在計算機中模擬出了切連科夫輻射：

這就是小火箭計算的一枚高速運動的粒子在水中從左向右高速運動時，因超過水中的光速而產生的切連科夫輻射現象的計算圖！

很開心，終於有這麼一張像點樣子的圖了。注意「激波」內的精細結構。超光速時的情形從視覺上來看，比超聲速要絢麗一些。

的確！切連科夫輻射是藍色的！（黃色部分的電磁波在進入我們眼睛之前就散射掉了，更紫的光則在紫外頻段。）

詳見小火箭的公號文章《當運動超過光速！核反應堆攝人心魄的幽幽藍光》。

粒子在水中超光速產生的現象和上圖這架T-38教練機在空氣中超聲速產生的激波竟然如此相似。

20萬公里/秒（光速的0.7倍），信息在光纖中的傳輸速度。

299792458米/秒，將近30萬公里/秒，是真空中的光速。

咦？真的有這麼精確么？

有的，實際上不是因為光速這麼精確，而是因為米，這個長度單位的定義，自1983年以來就是以真空中的光速來定義的：

1米的長度被定義為光在真空中於1/299792458秒內行進的距離。

今後如果有更好的技術，能夠實現對光速更精確地度量的話，這個比例關係也不會改變，而要改變的，是米這個單位的長度了。

速度，是空間除以時間之後得到的物理量。四方上下謂之宇，往古來今謂之宙。速度就是宇/宙的結果，同時也是宇宙對人類的永恆誘惑。

小火箭終於和大家一起完成了咱們這個宇宙的已知最慢速度尺度與最快速度的一個跨越26個數量級的史詩之旅。

開篇：《低速篇：星球人類子彈飛船與光，我們這個宇宙的速度尺度》

第二：《中速篇：星球人類子彈飛船與光，我們這個宇宙的速度尺度》

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