Vores bevægelse gennem rummet er ikke en hvirvel, men noget langt mere interessant
de bevæger sig gennem rummet er korrekte, men de ‘sporer ikke bagud’, som visse ikke-videnskabelige videoer viser. DJ Sadhu / YouTube
Der er mange bevægelige dele til universet, da intet eksisterer isoleret. Der er bogstaveligt talt billioner af store masser i vores solsystem, der alle kredser omkring det galaktiske center på tidsplaner på hundreder af millioner af år. Men der er en viral video, Del 1 og 2, der hævder, at når solsystemet bevæger sig gennem galaksen, gør det en hvirvelform, der trækker planeterne bag det som det gør.
men vores sande kosmiske adresse og vores virkelige kosmiske bevægelse er langt mere kompleks og interessant end en simpel model som denne. Hvilket er fascinerende, fordi det hele styres af en simpel lov: generel relativitet. På de største skalaer er det kun tyngdekraften, der bestemmer bevægelsen af alt, inklusive os, når vi bevæger os gennem universet.
kvalitativt har “hvirvelvideoen” et par ting rigtigt. Det viser følgende sande fakta:
- planeterne kredser om Solen, omtrent i samme plan.
- solsystemet bevæger sig gennem galaksen med omkring en 60-liters vinkel mellem det galaktiske plan og det planetariske orbitalplan.
- solen ser ud til at bevæge sig op og ned og ind og ud i forhold til resten af galaksen, når den drejer rundt om Mælkevejen.
og disse ting er sande. Men ingen af dem er sande, som de vises i videoen. Og det er den vigtige forskel mellem kvalitativ og kvantitativ.
solen, der bevæger sig, men hele galaksen og den lokale gruppe, som de usynlige kræfter fra gravitation i intergalaktisk rum skal alle lægges sammen. NASA, ESA; Anerkendelser: Ming Sun (UAH) og Serge Meunier
og kvantitativt forudsiger vi ikke kun, men kan måle nøjagtigt, hvordan vores bevægelse fungerer. Det er ikke en hvirvel, men hvad det er, nemlig, er fascinerende.
Her er vi på planeten Jorden, som drejer om sin akse og drejer rundt om Solen, som kredser i en ellipse omkring midten af Mælkevejen, som trækkes mod Andromeda inden for vores lokale gruppe, som skubbes rundt inde i vores kosmiske superhob, Laniakea, af galaktiske grupper, klynger og kosmiske hulrum, som i sig selv ligger i KBC-hulrummet midt i universets store struktur. Efter årtiers forskning har videnskaben endelig sammensat det komplette billede og kan kvantificere nøjagtigt, hvor hurtigt vi bevæger os gennem rummet på hver skala.
vigtig rolle i at få ækvator til at bule ud, skabe nat og dag og hjælpe med at styrke vores magnetfelt, der beskytter os mod kosmiske stråler og solvinden. Steele Hill / NASA
planeterne roterer begge på deres akse og drejer sig om Solen. Selvom du opfatter dig selv som stationær, ved vi — på et kosmisk niveau — at det simpelthen ikke er sandt. Når Jorden roterer på sin akse, kaster den os gennem rummet på næsten 1700 km/t for nogen på ækvator. Det lyder måske som et stort tal, men i forhold til de andre bidrag til vores bevægelse gennem universet er det næppe et blip på den kosmiske radar.
det er ikke rigtig så hurtigt, hvis vi skifter til at tænke på det i form af kilometer pr. Jorden spinder på sin akse giver os en hastighed på kun 0,5 km/s, eller mindre end 0,001% lysets hastighed. Men der er andre forslag, der betyder mere.
overstiger langt rotationshastighederne for nogen af dem, selv for de hurtigste som Jupiter og Saturn. NASA / JPL
ligesom alle planeterne i vores solsystem kredser jorden om Solen med et meget hurtigere klip end dets rotationshastighed. For at holde os i vores stabile bane, hvor vi er, er vi nødt til at bevæge os lige omkring 30 km/s. De indre planeter — Merkur og Venus — bevæger sig hurtigere, mens de ydre verdener som Mars (og videre) bevæger sig langsommere end dette. Forskellen er alvorlig: kviksølv gør omkring 4 baner for hver 1 af Jordens, og det tager Neptun over 160 jordbaner, før det er afsluttet endnu en revolution.
når planeterne kredser i Solsystemets plan, ændrer de deres bevægelsesretning kontinuerligt, hvor jorden vender tilbage til sit udgangspunkt efter 365 dage. Nå, næsten til det samme nøjagtige udgangspunkt.
Sol, som derefter bevæger sig gennem galaksen i en anden bevægelsesretning. Bemærk, at planeterne alle er i samme plan og ikke trækker bag Solen eller danner et kølvand af nogen art. Rhys Taylor
fordi selv solen selv ikke er stationær. Vores mælkevejsgalakse er enorm, massiv og vigtigst af alt er i bevægelse. Alle stjerner, planeter, gasskyer, støvkorn, sorte huller, mørkt stof og mere bevæger sig rundt inde i det og bidrager til og påvirkes af dens nettotyngdekraft. Fra vores udsigtspunkt, omkring 25.000 lysår fra det galaktiske centrum, går solen rundt i en ellipse, hvilket gør en komplet revolution en gang hver 220-250 millioner år eller deromkring.
Det anslås, at vores Sols hastighed er omkring 200-220 km / s langs denne rejse, hvilket er et ret stort antal sammenlignet både Jordens rotationshastighed og dens omdrejningshastighed omkring Solen, som begge er skråtstillet i en vinkel til solens bevægelsesplan omkring galaksen. I hele det forbliver planeterne dog i samme plan, uden at der opstår “træk” eller hvirvelmønstre.
men selve galaksen er ikke stationær, men bevæger sig snarere på grund af gravitationsattraktionen af alle overdense-stofklumper og ligeledes på grund af manglen på gravitationsattraktion fra alle underdense-regionerne. Inden for vores lokale gruppe kan vi måle vores hastighed mod den største, massive galakse i vores kosmiske baghave: Andromeda. Det ser ud til at bevæge sig mod vores Sol med en hastighed på 301 km/s, hvilket betyder —når vi faktorerer Solens bevægelse gennem Mælkevejen — at den lokale gruppes to mest massive galakser, Andromeda og Mælkevejen, er på vej mod hinanden med en hastighed på omkring 109 km/s.
forekommer lille og ubetydelig ved siden af Mælkevejen, men det er på grund af dens afstand: omkring 2, 5 millioner lysår væk. Det bevæger sig mod vores Sol i øjeblikket på omkring 300 km/s. ScienceTV på YouTube / Screenshot
den lokale gruppe, så massiv som den er, er ikke helt isoleret. De andre galakser og klynger af galakser i vores nærhed trækker alle på os, og selv de fjernere klumper af stof udøver en tyngdekraft. Baseret på hvad vi kan se, måle og beregne, ser disse strukturer ud til at forårsage en ekstra bevægelse på cirka 300 km/s, men i en noget anden retning end alle de andre bevægelser tilsammen. Og det forklarer en del, men ikke alle, af den store bevægelse gennem universet. Der er også endnu en vigtig effekt i spil, en der først blev kvantificeret for nylig: gravitationsafstødningen af kosmiske hulrum.
grupperet og grupperet sammen. På de største skalaer er universet ensartet, men når man ser på galakse-eller klyngeskalaer, dominerer overdense-og underdense-regioner. For hvert atom eller partikel af stof i universet, der klynger sig sammen i en overdense region, er der en region med en gang gennemsnitlig tæthed, der har mistet den tilsvarende mængde masse. Ligesom en region, der er mere tæt end gennemsnittet, fortrinsvis vil tiltrække dig, vil en region, der er mindre tæt end gennemsnittet, tiltrække dig med en kraft under gennemsnittet. Hvis du får et stort område med plads med mindre stof end gennemsnittet i det, opfører den manglende tiltrækning sig effektivt som en frastødende kraft, Ligesom ekstra tiltrækning opfører sig som en attraktiv. I vores univers, modsat placeringen af vores største nærliggende overdensiteter, er et stort underdense tomrum. Da vi er mellem disse to regioner, tilføjes de attraktive og frastødende kræfter, hvor hver bidrager med cirka 300 km/s og det samlede antal nærmer sig 600 km/s.
regioner og den relative afstødning (Rød) af underdense-regionerne, da de virker på Mælkevejen. Yehuda Hoffman, Daniel Pomar R. Brent Tully, og H. R. L. R. L. R. L. R., Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
Når du tilføjer alle disse bevægelser sammen: Jorden spinder, Jorden drejer rundt om solen, solen bevæger sig rundt i galaksen, Mælkevejen ledes mod Andromeda, og den lokale gruppe bliver tiltrukket af overdense-regionerne og afstødt af de underdense-dem, kan vi få et tal for, hvor hurtigt vi faktisk bevæger os gennem universet på et givet tidspunkt. Vi finder ud af, at den samlede bevægelse kommer ud til 368 km/s i en bestemt retning, plus eller minus omkring 30 km/S, afhængigt af hvilken tid på året det er, og hvilken retning Jorden bevæger sig. Dette bekræftes af målinger af den kosmiske mikrobølgebaggrund, som fortrinsvis forekommer varmere i den retning, vi bevæger os, og fortrinsvis koldere i retning modsat vores bevægelse.
millikelvin varmere i en (Den Røde) retning end gennemsnittet, og 3,36 millikelvin køler i (Den Blå) den anden end gennemsnittet. Dette skyldes den samlede bevægelse af alt gennem rummet. Delabrouille, J. et al.Astron.Astrofys. 553 (2013) A96
Hvis vi ignorerer Jordens rotation og revolution omkring Solen, finder vi ud af, at vores solsystem bevæger sig i forhold til CMB ved 368 liter 2 km/s. Når du kaster bevægelsen fra den lokale gruppe, får du, at det hele — Mælkevejen, Andromeda, Triangulumgalaksen og alle de andre — bevæger sig med 627 liter 22 km/s i forhold til CMB. Den større usikkerhed skyldes forresten for det meste usikkerhed i Solens bevægelse omkring det galaktiske centrum, som er den sværeste komponent at måle.
overdense og underdense regioner på Mælkevejen. Den kombinerede effekt er kendt som Dipolrepelleren. Yehuda Hoffman, Daniel Pomar Kurtde, R. Brent Tully, og H Kurtl Kurtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
Vi ved præcis, hvordan Jorden bevæger sig gennem universet, og det er både smukt og enkelt. Vores planet og alle planeterne kredser om Solen i et plan, og hele planet bevæger sig i en elliptisk bane gennem galaksen. Da hver stjerne i galaksen også bevæger sig i en ellipse, ser vi os selv ud til at passere ind og ud af det galaktiske plan med jævne mellemrum på tidsskalaer på titusinder af år, mens det tager omkring 200-250 millioner år at fuldføre en bane omkring Mælkevejen. De andre kosmiske bevægelser bidrager alle også: Mælkevejen inden for den lokale gruppe, den lokale gruppe i Vores superhob, og det hele med hensyn til universets restramme.solsystemet er ikke en hvirvel, men snarere summen af alle vores store kosmiske bevægelser. Takket være den utrolige videnskab om astronomi og astrofysik forstår vi endelig, til enorm præcision, præcis hvad det er.
Følg mig på Facebook. Tjek min hjemmeside eller noget af mit andet arbejde her.