当我们探讨物体下落速度的问题时，很多人可能会有这样一种直观但错误的认知：在没有阻力的理想状态下，似乎只要下落时间足够长，物体的速度就能持续增加，甚至超越光速。

就好比有人会认为，苹果从极高处落下，按照自由落体的瞬时速度计算公式 v = gt ，只要时间 t 无限大，速度 v 就会无限增大。但实际上，这是一个极大的误解。因为重力加速度 g 并非恒定不变，它会随着物体所处高度的变化而改变，所以这个公式仅仅适用于距离地表较近的区域，一旦脱离这个范围，就不能简单地依据此公式来推断物体下落速度了。

以苹果下落为例，其运动是受到地球引力的吸引。即便我们排除所有阻力，包括空气阻力以及其他天体引力的干扰，仍然存在诸多关键因素，使得苹果下落速度不仅无法达到光速，甚至与光速相差甚远。

其一，物体的速度越快，质量越大。我们假设引力对苹果从高处持续以恒定速度进行加速，但这种假设在现实中根本无法成立，原因将在后续阐述。

根据相对论的观点，物体的运动速度越快，其动能就越大。而动能的增大又会导致物体质量增大，质量增大则意味着惯性增大。惯性越大，物体的运动状态就越难改变，此时想要继续加速物体，所需的能量也就越大。当试图将一个物体加速到光速时，会发现所需的能量是无穷无尽的，这显然是不可能实现的，哪怕将全宇宙的能量都汇聚起来，也无法达成这一目标。所以，无论苹果从多高的地方开始下落，其速度都不可能达到光速。

其二，机械能守恒决定了苹果落向地面存在速度极限。

我们首先要明确，任何天体表面的重力加速度都无法达到光速，这是因为所有天体的质量都是有限的。拿中子星来说，尽管它的引力极为强大，但其表面的重力加速度依然未达到光速。从理论层面来讲，只有黑洞表面的重力加速度才达到了光速。

苹果落向地面是在引力作用下发生的，然而不同高度处的引力场强度存在差异，距离越远，引力越微弱，相应地，加速度也会随之变化，在引力场中无穷远处的加速度为 0。天体表面的重力加速度大小取决于天体自身的质量 M 以及半径 r ，计算公式为 g = GM/r² 。以地球为例，地球表面的重力加速度通常约为 9.8m/s² ，但在距离地球表面 1 万公里的高度，重力加速度值急剧下降，仅为 1.49m/s² 。由此可见，苹果下落过程中根本不存在持续恒定加速的可能性。

在没有外力作用，或者说合外力为 0 的情况下，苹果落向地面的过程本质上是重力势能不断转化为动能的过程，在这个过程中机械能保持守恒。引力属于长程力，其作用范围延伸至无限远点。位于无穷远处的苹果，此时动能为 0（速度为 0），但由于其处于引力场的最远端，势能无限大。

从这个角度来看，苹果在无穷远处实际上是不会掉向地球的。在有限的距离范围内，苹果越靠近地表，其所受到的加速度就越接近地球表面的重力加速度。根据机械能守恒定律，我们可以精确计算出，在没有外力干扰的情况下，苹果落向地面所能达到的终极速度为 11.2 千米每秒，这一速度恰好就是第二宇宙速度。

我们可以通过一个通俗的方式来理解第二宇宙速度。

当一个物体达到 11.2 千米每秒的第二宇宙速度时，它能够摆脱地球引力的束缚，飞到无穷远处然后再返回地球。而一个物体从无穷远处落向地球的过程，与上述情况恰恰相反，其最终速度必然也是 11.2 千米每秒，这清晰地展现了动能与势能之间的相互转化过程，即物体在无穷远处所具有的势能，在下落过程中逐步转化为动能。所以，苹果即便从极高的地方掉落，其速度不仅无法超越光速，而且还存在速度极限，这个极限就是 11.2 千米每秒，与光速 30 万千米每秒相比，差距巨大。