第四宇宙速度是多少呢？

第四宇宙速度也就是地球附近或太阳系的物体脱离银河系的运动速度，由于太阳系距离银河系中心7万光年，距离银河系边缘区域3万光年，从太阳系逃逸出银河系不仅需要漫长的距离，而且还需要克服银河系中心物质的万有引力。这意味着逃逸银河系的物体运动速度会在银河系引力作用下，速度逐渐下降。如果计算到无限远的情况下，物体运动速度最终趋近于零，此时这个物体从太阳系出发逃离银河系所需要的速度就是第四宇宙速度。现在的问题是，这个速度有多大呢？

地球以每秒30千米的速度环绕太阳转圈，太阳系以每秒200多千米的速度环绕银河系中心转圈。自然是，如果想实现较小的银河系逃逸速度，这个从太阳系出发的物体也意味最好与太阳系环绕银河系的方向一致，可以获得200多千米每秒的初速度。如果方向相反，就麻烦了，逃逸银河系的速度就大了。

比如，地球以30千米每秒的速度环绕太阳转圈，所谓的第三宇宙速度是与地球公转方向一致的基础上的再加速。也就是从每秒30千米的基础上，再每秒增加16.7千米的速度，也就是达到了46.7千米每秒的速度，地球公转轨道上的物体保持这个速度才可以逃逸出太阳系。

假设太阳系环绕银核的速度是250千米每秒，在太阳系环绕银核的轨道上，保持250千米的速度，才可以继续环绕银核转圈，低于这个速度，就会向银核靠近，从而被加速，然后在太阳系环绕银核的轨道里面的某个轨道上环绕银核转圈。因此，从地球发射某个物体，如果相对太阳的初速度为46.7千米每秒，这意味着这个物体只是可以逃逸出太阳系，并大致以与太阳系环绕银核的轨道接近的轨道上环绕银核转圈。自然是，这个物体相对银核以296.7千米每秒的速度逃逸出地球，最终会远离太阳，并以250千米每秒的速度环绕银核转圈，几乎与太阳系处于同一个环绕银核转圈的轨道上，并且转圈方向一致。

人们之所推测想象暗物质的存在，就是由于银河系天体环绕银核的速度并没有随着距离银核越远而速度越小的变化规律，而这个规律在太阳系是存在的。这也许是由于银河系质量是相对太阳系分散的，并不像太阳系那样集中到中心区域。我们在这里不谈论这个问题，我们假设银河系边缘的天体也以类似太阳系的速度环绕银核转圈。这样，太阳系物体逃逸到银河系边缘，只需要考虑引力势能的变化，而无需考虑环绕速度的变化。

根据引力势能公式GMm/R，以及根据动能公式E=0.5mv^2，GMm/R=0.5mV^2，m去掉，为GM/R=0.5v^2，变形得到V=√（2GM/R）。G等于6.67*10的负11方，光年距离为9.46*10的15米，太阳质量约为2.0×10^30 千克，银河系质量相当于3000多亿太阳质量，如果太阳系轨道以内的银河系质量M为2000亿个太阳质量，太阳距离银河系中心的距离为7万光年，也就是R为七万光年。V=√（8.048*10^13）=8971065米/秒，也就是具备8971千米每秒的速度才可以在太阳系环绕银核的轨道上，逃逸出银河系。这个速度依然远离光速，无需考虑相对论效应。不过，这个速度依然是低估状态的速度，上面已经说过，太阳系环绕银核的轨道之外还存在大量的物质，从太阳系轨道上逃逸银河系依然需要克服这些物质的引力作用，因此，这意味着从太阳系轨道上逃逸银河系还需要更大的初速度，也许需要达到上万千米每秒的初速度。不过，这依然没有考虑物体需要逃逸太阳系所需要的能量，以及逃逸地球所需要的能量，不过这些能量相对逃逸银河系需要的能量就小多了，可以忽略。

我们知道太阳风中的高速运动粒子速度在800千米每秒以内，这意味着太阳风虽然可以逃逸出太阳系，逃逸银河系就不可能了，速度差的太多了。可见，银河系内部的物质很难逃逸出银河系的，银河系以其巨大的引力势能束缚着其内部的高速运动物质，避免了物质的外流。克服银河系的引力势能是困难的，就是从距离银核10万光年的银河系边缘区域逃逸银河系，也是需要巨大能量的，需要保持7506千米每秒的初速度，才可以逃逸银河系。这样的计算没有按照银河系4000亿倍的太阳质量计算，如果按照这个质量计算，从银河系边缘区域逃逸银河系比从太阳轨道逃逸银河系还困难，竟然需要10615千米每秒的初速度。这进一步显示银河系物质逃逸银河系是多么困难，银河系巨大的引力势能就像黑洞一样，让低于每秒一万千米的物质有来无回。

从感觉或推理看，太阳系轨道以内的区域，逃逸银河系自然是需要克服更大的引力势能，需要具备更大的初速度才可以逃逸银河系。比如银核附近的物质逃逸银河系应该至少需要上万千米每秒的初速度。

如果逃逸银河系所在的本星系群叫做第五宇宙速度的话，本星系群质量如果按照银河系质量的50倍计算，R按照100万光年计算的话，第五宇宙速度将达到每秒2万多千米，这个速度就比较壮观了，也许会需要略微考虑相对论效应了。可见，物体就是逃逸出银河系，也难以逃逸出本星系群，这个门槛更高。这也意味着，我们银河系很难得到本星系群之外的物质，如果我们本星系群之外的星系就是由反物质组成，我们也难以探测到，因为，从引力势能角度看，其逃逸出自己所在的星系群的可能性是很小的。