理想情况下，一个物体从无穷远处落向地球，会达到光速吗？

先说答案：不能达到光速。不但不能达到光速，最终速度与光速相差还会非常大。

宇宙中有各种天体和星际尘埃，如果不考虑它们对这个物体的引力影响，忽略任何摩擦力，这个物体从无穷远处径直落向地球，最终的速度会是多少呢？

按照一个物体的自由落体的速度计算公式来计算，也就是v=gt，看起来只要时间足够长，那么这个物体的速度就会越来越快，最终一定会超过光速。

但其实这是不可能的。

首先，物体的重力加速度g并不是恒定的，会随着高度的增加而减小，我们平时用到的这个公式只适用于地面附近，一旦来到太空就彻底失效了。

即使不考虑物体受到的阻力因素，还有一种因素是不得不考虑的，尤其是随着物体的速度越来越快，就更需要考虑，那就是物体的质增效应。

爱因斯坦的狭义相对论可以推导出物体的质增效应公式，从公式中可以看出，物体的速度越快，质量也会变得越来越大。当物体的速度非常接近光速时，物体的质量就会变得接近无穷大，再想给这个物体加速，就需要无穷多的能量才可以，显然这是做不到的。

因此，即便从无穷远的物体存在一个恒定的加速度，能让物体一直加速运动，最终的速度也不可能达到或者超过光速。更何况物体的加速度本来就不是恒定的。

那么，一个物体从无穷远处落向地球的速度到底有多少呢？

任何天体都不可能让一个物体的速度加速到光速，唯独黑洞是个例外，这里就不讨论黑洞的属性了，毕竟这也不属于今天讨论的范畴，那完全就是另一个话题。

一个物体在落向地面的过程中，被地球的引力吸引，但是物体受到的引力场大小肯定是时刻在变化的。距离越远，受到的引力就越弱，加速度自然也就越小。

当物体在无穷远处时，受到的引力为零，加速度自然也为零。

一个天体的重力加速度与两个因素有关，分别是天体质量和半径，可以用同时表达出来。从公式中可以计算出，在地面上方一万公里的地方，重力加速度仅为1.5，比地球表面的重力加速度9.8小了很多。

在没有外力作用的情况下，一个物体掉向地面的过程，其实就是物体的重力势能转换为动能的过程，这个过程中的机械能完全是守恒的。

在无穷远处，物体的动能为零，也就是速度为零，势能无穷大。这种情况下物体是不可能朝地球坠落的。

不过无穷的概念只属于理想情况，现实中我们需要考虑有限的距离。我们就假设物体距离地球很远很远。但不管有多远，根据物体的机械能守恒定律，这个物体落到地面的速度为每秒11.2千米每秒。当然这是在理想情况下计算出来的。

不知道大家对这个速度是不是很熟悉，没错，那不就是第二宇宙速度吗？

这并不是巧合，而是必然！

第二宇宙速度是物体摆脱地球引力的速度，其实我们可以换一种思维方式理解第二宇宙速度。到达这个速度，一个物体就可以飞到距离地球无穷远的地方，也就相当于摆脱地球引力了。

而如果把这个过程反过来，把这个物体放在无穷远的地方，让它落向地球，最终的速度当然是每秒11.2千米了，这就是刚才所说的简单的能量转换，势能转化为动能了！

所以，到这里我们明白了，就算一个物体从很远很远的地方落向地球，速度虽然会越来越快，但有一个上限，就像一个极限一样，这个上限就是第二宇宙速度，每秒11.2千米。

光速是多少，每秒30万公里。可以看出，物体的最终速度不但不能达到光速，与光速相比还差十万八千里呢！