地球都无法摆脱太阳引力，为什么“天外来客”奥陌陌却可以？
UFO外星人 2020-01-28
2017年，有一个神秘的天体来到了太阳系，后来我们管它叫做奥陌陌，这是因为这是观测到奥陌陌的天文台所在地是夏威夷，在夏威夷当地的语言中，奥陌陌的意思是第一位来自远方的使者。而奥陌陌来到了太阳系后不久，就快速地离开了太阳系。
我们都知道，太阳是太阳系绝对的主宰，质量占据太阳系总质量的99.86%。因为质量巨大，因此引力巨大。照理说，太阳系中的天体应该很难摆脱太阳自身的引力，那这个奥陌陌为什么可以摆脱太阳系的引力呢？
宇宙速度
要理解这个问题，我们其实可以从牛顿的一个思想实验说起。话说，1687年，牛顿发表了著名的科学著作《自然哲学的数学原理》，在这本著作中，牛顿奠定了近代物理学的范式以及基础理论。其中包括了牛顿的三大定律以及万有引力定律。
在这本书中，牛顿提到了他如何思考万有引力定律，比如通过月球运动和苹果的下落比对，大致猜出平方反比的规律。其次，他还提到了一个牛顿大炮的思想实验。他是这么想的，我们所在的地球如果从大尺度上看，大球是曲面的，这样地球才是一个球状。
如果，我们有个理想的大炮，这时候把炮弹向外打出去，这个炮弹走出的会是一条抛物线。
之所以会这样，是因为引力对于炮弹在竖直方向上有个作用力。如果我们把炮弹打得远一些，在大尺度上就是下图这个样子。（注意地球是球状的，大地是曲的。）
如果这个时候，我们这个理想的大炮可以把炮弹打得足够快，使得炮弹竖直方向上下落的位移恰好和地球向下曲的量是一致的，那这个时候，炮弹可以绕着地球运动。
我们现在也把这个速度叫做第一宇宙速度，在地球上这个速度是7.9km/s。发射到宇宙中的火箭至少都要达到这个速度，否则根本没办法发射成功。
那如果我们把这个炮弹再打得速度快一点，这个时候，炮弹绕着地球的轨道就会大一圈。只要这个速度没有超过11.2km/s，就不会摆脱地球的引力。
如果我们能够让炮弹的速度达到11.2km/s以上，这个时候炮弹就可以摆脱地球的引力跑出去。
所以，你发现没有？实际上，一个物体是不是可以摆脱天体的引力，本质上是要看这个物体的速度达到了一定程度。
要摆脱太阳的引力，实际上也和速度有关，只要达到足够大的速度就可以摆脱太阳引力的束缚。
不过这里要注意的是，如果你是在海王星，实际上你已经远离太阳足够远了，所以要摆脱太阳引力是相对容易的，所需要的速度也就小一些，大概是7.7km/s。
如果是要从地球出发摆脱太阳系的引力，这至少也需要16.7km/s，这也被称为地球的第三宇宙速度。（不同的天体，宇宙速度是不同的。）
奥陌陌如何逃离地球？
所以，奥陌陌想要摆脱太阳引力的话，只需要速度够快就行。其实当奥陌陌朝着太阳内部飞来时，它所拥有的速度就已经非常快了，达到了26km/s的速度。这个速度只要轨迹恰当，是可以摆脱太阳引力的束缚。
但是，更神奇的是，太阳系中还有个大家伙，这就是木星，太阳系中除了太阳之外最大的天体。它的存在，还给奥陌陌加了把速度。这里利用到的原理叫做引力弹弓效应。说白了，就是利用自身强大的引力给奥陌陌当了把顺风车。不过要说明一下，引力弹弓效应并不是只有加速的作用，实际上还可以减速，而且会大大地改变天体运动的方向。
科学家常常利用引力弹弓效应来给飞船加速，这样可以节省许多燃料，由于木星是太阳系中最大的行星，所以木星也是最常用来作为引力弹弓效应的对象。著名的科幻电影《流浪地球》中，编剧甚至让流浪的地球去利用木星的引力弹弓效应来加速。
而奥陌陌也恰好被木星加了一把速度，轨迹发生了改变，同时速度也增加了不少。于是，它以更快的速度离开了太阳系。
也就是说，奥陌陌之所以可以摆脱太阳的引力，主要依靠的速度够快。奥陌陌自身的速度本来足够快，又被木星通过引力弹弓效应加了速。所以，使得它具备了摆脱太阳引力束缚的速度。这才使得它摆脱了太阳的引力，继续在星际空间中流浪。