Nuestro Movimiento A Través del Espacio No Es Un Vórtice, Sino Algo Mucho Más Interesante

se mueven por el espacio es correcto, pero no se quedan atrás como muestran ciertos videos no científicos. DJ Sadhu / YouTube

Hay muchas partes móviles en el Universo, ya que nada existe de forma aislada. Hay literalmente billones de grandes masas en nuestro Sistema Solar, todas orbitando alrededor del centro galáctico en escalas de tiempo de cientos de millones de años. Pero hay un video viral, partes 1 y 2, que afirma que a medida que el Sistema Solar se mueve a través de la galaxia, forma un vórtice, tirando de los planetas detrás de él a medida que lo hace.

Pero nuestra verdadera dirección cósmica, y nuestro movimiento cósmico real, es mucho más complejo e interesante que un mero modelo como este. Lo cual es fascinante, porque todo se rige por una simple ley: la Relatividad General. En las escalas más grandes, solo la gravedad determina el movimiento de todo, incluyéndonos a nosotros, a medida que nos movemos a través del Universo.

Cualitativamente, el «video de vórtice» tiene algunas cosas correctas. Muestra los siguientes hechos reales:

• Los planetas orbitan alrededor del Sol, aproximadamente en el mismo plano.
• El Sistema Solar se mueve a través de la galaxia con un ángulo de aproximadamente 60° entre el plano galáctico y el plano orbital planetario.
• El Sol parece moverse arriba y abajo y dentro y fuera con respecto al resto de la galaxia, ya que gira alrededor de la Vía Láctea.

Y esas cosas son ciertas. Pero ninguno de ellos es cierto como se muestra en el video. Y esa es la diferencia importante entre lo cualitativo y lo cuantitativo.

el Sol que se mueve, pero toda la galaxia y el grupo local, como las fuerzas invisibles de la gravitación en el espacio intergaláctico, deben sumarse. NASA, ESA; Agradecimientos: Ming Sun (UAH), y Serge Meunier

Y cuantitativamente, no solo predecimos, sino que podemos medir, exactamente cómo funciona nuestro movimiento. No es un vórtice, pero lo que es, exactamente, es fascinante.

Aquí estamos, en el planeta Tierra, que gira sobre su eje y gira alrededor del Sol, que orbita en una elipse alrededor del centro de la Vía Láctea, que está siendo jalada hacia Andrómeda dentro de nuestro grupo local, que está siendo empujado dentro de nuestro supercluster cósmico, Laniakea, por grupos galácticos, cúmulos y vacíos cósmicos, que a su vez se encuentra en el vacío KBC en medio de la estructura a gran escala del Universo. Después de décadas de investigación, la ciencia finalmente ha reunido el panorama completo, y puede cuantificar exactamente qué tan rápido nos movemos a través del espacio, en todas las escalas.

importante papel en hacer que el ecuador se abombe, en crear noche y día, y en ayudar a alimentar nuestro campo magnético que nos protege de los rayos cósmicos y el viento solar. Steele Hill / NASA

Los planetas giran sobre su eje y giran alrededor del Sol. A pesar de que te percibes a ti mismo como estacionario, sabemos — a un nivel cósmico — que simplemente no es cierto. A medida que la Tierra gira sobre su eje, nos lanza a través del espacio a casi 1700 km/h para alguien en el ecuador. Eso puede sonar como un gran número, pero en relación con las otras contribuciones a nuestro movimiento a través del Universo, apenas es un punto en el radar cósmico.

Eso no es tan rápido, si cambiamos a pensarlo en términos de kilómetros por segundo. La Tierra girando sobre su eje nos da una velocidad de solo 0,5 km / s, o menos del 0,001% de la velocidad de la luz. Pero hay otras mociones que importan más.

supera con creces las velocidades de rotación de cualquiera de ellos, incluso para los más rápidos como Júpiter y Saturno. NASA / JPL

Al igual que todos los planetas de nuestro Sistema Solar, la Tierra orbita al Sol a una velocidad mucho más rápida que su velocidad de rotación. Para mantenernos en nuestra órbita estable donde estamos, necesitamos movernos a unos 30 km / s. Los planetas interiores — Mercurio y Venus-se mueven más rápido, mientras que los mundos exteriores como Marte (y más allá) se mueven más lento que esto. La diferencia es severa: Mercurio hace alrededor de 4 órbitas por cada 1 de la Tierra, y toma a Neptuno más de 160 órbitas terrestres antes de completar una sola revolución.

Además, a medida que los planetas orbitan en el plano del sistema solar, cambian su dirección de movimiento continuamente, y la Tierra regresa a su punto de partida después de 365 días. Bueno, casi al mismo punto de partida.

Sol, que luego se mueve a través de la galaxia en una dirección de movimiento diferente. Tenga en cuenta que todos los planetas están en el mismo plano, y no se arrastran detrás del Sol ni forman una estela de ningún tipo. Rhys Taylor

Porque incluso el Sol en sí no está inmóvil. Nuestra Vía Láctea es enorme, masiva, y lo más importante, está en movimiento. Todas las estrellas, planetas, nubes de gas, granos de polvo, agujeros negros, materia oscura y más se mueven alrededor de su interior, contribuyendo y afectado por su gravedad neta. Desde nuestro punto de vista, a unos 25.000 años luz del centro galáctico, el Sol se acelera en una elipse, haciendo una revolución completa una vez cada 220-250 millones de años más o menos.

Se estima que la velocidad de nuestro Sol es de alrededor de 200-220 km / s a lo largo de este viaje, que es un número bastante grande en comparación con la velocidad de rotación de la Tierra y su velocidad de revolución alrededor del Sol, que están inclinadas en un ángulo con el plano de movimiento del Sol alrededor de la galaxia. A lo largo de ella, sin embargo, los planetas permanecen en el mismo plano, sin que surjan patrones de «arrastre» o vórtices.

Vía Láctea a unos 25.000-27.000 años luz del centro, las direcciones orbitales de los planetas de nuestro Sistema Solar no se alinean en absoluto con la galaxia. Ciencia Menos Detalles/http://www.scienceminusdetails.com/

Pero la galaxia en sí no es estacionaria, sino que se mueve debido a la atracción gravitatoria de todos los grupos de materia sobredensados y, igualmente, debido a la falta de atracción gravitatoria de todas las regiones poco densas. Dentro de nuestro grupo local, podemos medir nuestra velocidad hacia la galaxia más grande y masiva de nuestro patio trasero cósmico: Andrómeda. Parece que se está moviendo hacia nuestro Sol a una velocidad de 301 km/s, lo que significa —cuando tenemos en cuenta el movimiento del Sol a través de la Vía Láctea — que las dos galaxias más masivas del grupo local, Andrómeda y la Vía Láctea, se dirigen una hacia la otra a una velocidad de alrededor de 109 km/s.

parece pequeño e insignificante al lado de la Vía Láctea, pero eso es debido a su distancia: a unos 2,5 millones de años luz de distancia. Se está moviendo hacia nuestro Sol, en el momento actual, a unos 300 km/s. ScienceTV en YouTube / Screenshot

El Grupo local, tan masivo como es, no está completamente aislado. Las otras galaxias y cúmulos de galaxias en nuestra vecindad tiran de nosotros, e incluso los grupos de materia más distantes ejercen una fuerza gravitacional. Basándonos en lo que podemos ver, medir y calcular, estas estructuras parecen causar un movimiento adicional de aproximadamente 300 km/s, pero en una dirección algo diferente a todos los otros movimientos, juntos. Y eso explica parte, pero no todo, del movimiento a gran escala a través del Universo. También hay un efecto importante más en juego, uno que se cuantificó recientemente: la repulsión gravitacional de los vacíos cósmicos.

agrupados y agrupados. En las escalas más grandes, el Universo es uniforme, pero al mirar a las escalas de galaxias o cúmulos, dominan las regiones sobredimensionadas y poco densas. Andrew Z. Colvin, a través de Wikimedia Commons

Por cada átomo o partícula de materia en el Universo que se agrupa en una región sobrecargada, hay una región de densidad media que perdió la cantidad equivalente de masa. Así como una región que es más densa que la media te atraerá preferentemente, una región que es menos densa que la media te atraerá con una cantidad de fuerza por debajo de la media. Si obtienes una gran región de espacio con menos materia que la media, esa falta de atracción se comporta de manera efectiva como una fuerza repelente, del mismo modo que la atracción adicional se comporta como una atractiva. En nuestro Universo, opuesto a la ubicación de nuestras mayores sobredensiones cercanas, hay un gran vacío sin sentido. Dado que estamos entre estas dos regiones, las fuerzas atractivas y repulsivas se suman, con cada una contribuyendo aproximadamente 300 km/s y el total acercándose a los 600 km/s.

regiones y la repulsión relativa (roja) de las regiones poco densas, ya que actúan sobre la Vía Láctea. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, y Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

Cuando sumamos todos estos movimientos: la Tierra girando, la Tierra girando alrededor del Sol, el Sol moviéndose alrededor de la galaxia, la Vía Láctea dirigiéndose hacia Andrómeda, y el grupo local que se siente atraído por las regiones sobrecargadas y rechazado por las infradensas, podemos obtener un número de la velocidad con la que realmente nos movemos a través del Universo en un instante dado. Encontramos que el movimiento total sale a 368 km / s en una dirección en particular, más o menos alrededor de 30 km/s, dependiendo de la época del año en que se encuentre y en qué dirección se está moviendo la Tierra. Esto se confirma mediante mediciones del fondo cósmico de microondas, que aparece preferentemente más caliente en la dirección en la que nos movemos, y preferentemente más frío en la dirección opuesta a nuestro movimiento.

millikelvin más caliente en una dirección (la roja) que la media, y 3,36 millikelvin más frío en (la azul) que la media. Esto se debe al movimiento total de todo a través del espacio. Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophys. 553 (2013) A96

Si ignoramos la rotación y la revolución de la Tierra alrededor del Sol, encontramos que nuestro Sistema Solar se está moviendo en relación con el CMB a 368 ± 2 km/s. Cuando lanzas el movimiento del grupo local, obtienes que todo — la Vía Láctea, Andrómeda, la galaxia del Triángulo y todas las demás-se mueven a 627 ± 22 km / s en relación con el CMB. Esa incertidumbre mayor, por cierto, se debe principalmente a la incertidumbre en el movimiento del Sol alrededor del centro galáctico, que es el componente más difícil de medir.

regiones demasiado densas y poco densas de la Vía Láctea. El efecto combinado se conoce como Repelente Dipolar. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully y Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

Sabemos exactamente cómo se mueve la Tierra a través del Universo, y es a la vez hermoso y simple. Nuestro planeta y todos los planetas orbitan el Sol en un plano, y todo el plano se mueve en una órbita elíptica a través de la galaxia. Dado que cada estrella de la galaxia también se mueve en una elipse, nos vemos a nosotros mismos entrando y saliendo del plano galáctico periódicamente, en escalas de tiempo de decenas de millones de años, mientras que toma alrededor de 200-250 millones de años completar una órbita alrededor de la Vía Láctea. Los otros movimientos cósmicos también contribuyen: la Vía Láctea dentro del Grupo Local, el Grupo Local en nuestro Supercluster, y todo con respecto al resto del marco del Universo.

El Sistema Solar no es un vórtice, sino la suma de todos nuestros grandes movimientos cósmicos. Gracias a la increíble ciencia de la astronomía y la astrofísica, por fin comprendemos, con gran precisión, exactamente lo que es.

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