飞翔吧！球子！本期我们通过一个思想实验来进一步了解月球为什么会绕着地球转圈圈。打断一下，思想实验是个什么东东？好吧，还是先来说说科学实验的两种形式。好了，回到我们的思想实验：在世界最高峰珠穆朗玛峰，正在进行一场激烈的抛球大赛。球在空中的运动可以分解成为水平运动和垂直运动：球在水平方向不受力，水平运动是匀速直线运动（忽略空气阻力）；球在垂直方向上受到地球的引力，垂直运动是自由落体。
由于自由落体的时间只和高度有关，因此不管小球的水平速度有多快，球做自由落体即在空中运动的时间都是一样的，但水平速度越快，球在空中运动的水平距离就会越远。球并没有落到拉萨，而是成为了一颗同月球一样不停环绕地球运动的“卫星”。这到底是怎么回事呢？如果你此时感觉目瞪口呆，那么你的一只脚已经迈入了由牛顿开始构建的现代物理体系世界的大门。下面就来详细分析一下。
假设地球是个完美的球体，那么大约每8千米会下降5米。沿着水平抛球，飞行路径是一条曲线。如果贴地球表面抛球，当小球的速度为7.9千米/秒时，它每飞行8千米也会下降5米，即小球的飞行轨迹曲线正好和地球表面的曲线一致，那它就会不停的围绕地球“下降”，而不会落到地面。
如果球的速度小于7.9千米/秒，那就会和前几位选手的抛球结果一样，尽管小球越抛越远，但最终会落到地面，因为小球飞行轨迹下降的速度要大于地球表面曲线下降的速度，最终飞行轨迹和地球表面相交。这个特殊的速度7.9千米/秒，被称为第一宇宙速度，表示在地球表面运动的物体只要大于或等于这个速度，不再需要动力就能做环绕地球的圆周运动。小球围绕地球运行的轨迹就是常说的“轨道”。
那就是说，小球卫星只要进入轨道就可以像月球一样，自己绕着地球转圈圈，而不像汽车、飞机只要开动就一直消耗燃料！Bingo！这就是科学的力量！所有人造卫星正是利用了这个原理而运行。你一直强调贴地面抛球，那和我站在珠峰上抛球有什么不一样吗？根据万有引力定律，距离地球越远，引力就越小，小球环绕地球所需速度也就越小。
抛球大赛还没有结束，让我们抛的再快一点，7.9千米/秒、8.0千米/秒……，目前抛出的所有小球都变成了围绕地球的卫星，沿着椭圆形的曲线重复的运行，只不过曲线越来越扁。咦？当速度达到11.2千米/秒的时候，小球飞行的轨迹不再是椭圆形的曲线，而变成了一条抛物线，小球再也回不来了，而是向着无限远飞去。这个特殊的速度11.2千米/秒，被称为第二宇宙速度，也叫逃逸速度。
在地球上“抛”出的物体只要超过这个速度就彻底逃离了地球万有引力的吸引，和地球永远说再见了。当抛球的速度大于16.7千米/秒时，小球摆脱太阳的吸引，飞出了太阳系，这就是第三宇宙速度。天哪！总共有多少种宇宙速度啊？第四宇宙速度是飞出银河系所需的速度，第五、第六宇宙速度是飞出更大的星系群的速度。根据目前的认知，第一、第二和第三宇宙速度是准确的，其它宇宙速度只是估计，人类还远远达不到。
通过抛球大赛，我们发现，离开地球乃至太阳系的关键在于—速度。一位物理学家曾经这样说过：摆脱地球引力的速度也计算出来了，我们可以向月球进发了吧？别急，万有引力定律还有一个“小尾巴”没有解决，关于万有引力常数G大家有什么想法呢？抛了一节的小球，那人类抛出的最快的“小球”到底是啥？如果不考虑在飞行中加速的话，美国的冥王星探测器新视野号是目前最快离开地球的物体。
2006年，新视野号由火箭最终送入轨道后，相对于地球的速度是16.26千米/秒，接近第三宇宙速度。这个速度有多快呢？我们对比一下采用不同方式从地球到月球所需的时间：人步行需要约9年；乘坐高铁需要约50天；乘坐喷气式飞机需要约18天；嫦娥二号奔月用了5天；阿波罗飞船飞抵月球用了3天；新视野号发射后9小时就飞过了月球。新视野号经过9年的飞行，在2015年飞掠了冥王星，与地球距离48亿千米。