Liikkeemme avaruuden halki ei ole pyörre, vaan jotain paljon mielenkiintoisempaa

ne liikkuvat avaruudessa oikein, mutta eivät ”jää jälkeen”, kuten tietyt ei-tieteelliset videot osoittavat. DJ Sadhu / YouTube

universumissa on paljon liikkuvia osia, sillä mitään ei ole olemassa eristyksissä. Aurinkokunnassamme on kirjaimellisesti biljoonia suuria massoja, jotka kaikki kiertävät galaksikeskusta satojen miljoonien vuosien aikajänteillä. Mutta on olemassa virus video, osat 1 ja 2, joka väittää, että kun Aurinkokunta liikkuu galaksin läpi, se muodostaa pyörteen muodon, vetäen planeetat taakseen niin kuin se tekee.

mutta todellinen kosminen osoitteemme ja todellinen kosminen liikkeemme on paljon monimutkaisempi ja kiinnostavampi kuin pelkkä tämänkaltainen malli. Mikä on kiehtovaa, koska sitä hallitsee yksi yksinkertainen laki: yleinen suhteellisuusteoria. Suurimmissa mittakaavoissa vain painovoima määrää kaiken liikkeen, myös meidät, liikkuessamme universumin läpi.

laadullisesti ”pyörrevideossa” on muutama asia kohdallaan. Se osoittaa seuraavat todelliset faktat:

• planeetat kiertävät Aurinkoa suurin piirtein samassa tasossa.
• Aurinkokunta liikkuu galaksin läpi noin 60° kulmassa galaktisen tason ja planeettojen ratatason välillä.
• aurinko näyttää liikkuvan ylös-alas ja sisään-ja ulos suhteessa muuhun galaksiin, kun se kiertää Linnunrataa.

ja ne asiat ovat totta. Mutta mikään niistä ei ole totta videolla esitetyllä tavalla. Se on tärkeä ero laadullisen ja määrällisen välillä.

aurinko, joka liikkuu, mutta koko galaksi ja paikallinen ryhmä, koska gravitaation näkymättömät voimat galaksienvälisessä avaruudessa on laskettava yhteen. NASA, ESA; Tunnustukset: Ming Sun (UAH), ja Serge Meunier

ja kvantitatiivisesti, emme vain ennusta, vaan voimme mitata, miten liikkeemme toimii. Se ei ole pyörre, mutta se on kiehtovaa.

tässä me olemme, planeetta maalla, joka pyörii akselinsa ympäri ja kiertää aurinkoa, joka kiertää ellipsinä Linnunradan keskustaa, jota vedetään kohti Andromedaa paikallisessa ryhmässämme, jota työntävät ympäri kosmista superklusteriamme, Laniakea, galaktiset ryhmät, klusterit ja kosmiset tyhjiöt, jotka itse sijaitsevat KBC-tyhjiössä keskellä maailmankaikkeuden laajamittaista rakennetta. Vuosikymmenten tutkimuksen jälkeen tiede on vihdoin koonnut kokonaiskuvan-ja pystyy määrittämään tarkasti, kuinka nopeasti etenemme avaruudessa.

tärkeä rooli Päiväntasaajan pullistumisen aiheuttamisessa, yön ja päivän luomisessa sekä meitä kosmisilta säteiltä ja aurinkotuulelta suojaavan magneettikentän voimanlähteenä. Steele Hill/NASA

planeetat sekä pyörivät akselinsa ympäri että kiertävät Aurinkoa. Vaikka koet olevasi paikallaan, tiedämme-kosmisella tasolla-että se ei yksinkertaisesti ole totta. Kun maapallo pyörii akselillaan, se sinkoaa meidät avaruuden läpi lähes 1700 km/h päiväntasaajalla olevalle. Se voi kuulostaa isolta numerolta, – mutta verrattuna muihin osuuksiin liikkeessämme universumissa, – se on tuskin hiukkanen kosmisen tutkan kohdalla.

tuo ei oikeastaan ole kovin nopeaa, jos siirrytään miettimään sitä kilometreinä sekunnissa sen sijaan. Akselillaan pyörivän maan nopeus on vain 0,5 km / s eli alle 0,001% valonnopeudesta. Mutta on muitakin esityksiä, joilla on enemmän merkitystä.

ylittää huomattavasti niiden pyörimisnopeudet, jopa nopeimmilla kuten Jupiterilla ja Saturnuksella. NASA / JPL

kuten kaikki aurinkokuntamme planeetat, Maa kiertää aurinkoa paljon nopeammalla pätkällä kuin sen pyörimisnopeus. Pysyäksemme vakaalla kiertoradallamme meidän on liikuttava 30 km/s. Sisemmät planeetat-Merkurius ja Venus — liikkuvat nopeammin, kun taas ulommat maailmat kuten Mars (ja sen ulkopuolella) liikkuvat hitaammin kuin tämä. Ero on suuri: Merkurius tekee noin 4 rataa jokaista 1: tä maapallon rataa kohti, ja Neptunus kiertää 160 Maan rataa ennen kuin se on suorittanut edes yhden kierroksen.

lisäksi planeettojen kiertäessä aurinkokunnan tasossa ne muuttavat liikesuuntaansa jatkuvasti, jolloin maa palaa lähtöpisteeseensä 365 päivän kuluttua. Melkein samalle lähtökohdalle.

aurinko, joka sitten liikkuu galaksin läpi eri liikesuuntaan. Huomaa, että planeetat ovat kaikki samassa tasossa, eivätkä ne laahaa auringon perässä tai muodosta minkään tyyppistä vanavedessä. Rhys Taylor

, koska edes itse aurinko ei ole paikallaan. Meidän Linnunrata galaksi on valtava, massiivinen, ja mikä tärkeintä, on liikkeessä. Kaikki tähdet, planeetat, kaasupilvet, pölyhiukkaset, mustat aukot, pimeä aine ja paljon muuta liikkuvat sen sisällä ja vaikuttavat sen nettopainovoimaan. Meidän näköalapaikaltamme, noin 25 000 valovuoden päässä galaktisesta keskuksesta, aurinko kiertää ellipsin ympäri ja tekee täydellisen kierroksen noin 220-250 miljoonan vuoden välein.

on arvioitu, että Aurinkomme nopeus on tällä matkalla noin 200-220 km / s, mikä on melko suuri määrä verrattuna sekä maan pyörimisnopeuteen että sen pyörimisnopeuteen Auringon ympäri, jotka molemmat ovat kallistuneet kulmassa auringon liiketasoon galaksin ympäri. Koko sen ajan planeetat kuitenkin pysyvät samassa tasossa, eikä” laahaavia ” eli pyörrekuvioita synny.

Linnunrata noin 25 000-27 000 valovuoden päässä keskuksesta aurinkokuntamme planeettojen ratasuunnat eivät ole lainkaan linjassa galaksin kanssa. Science Minus Details/http://www.scienceminusdetails.com/

mutta galaksi itse ei ole stationäärinen, vaan liikkuu kaikkien ylikierroksilla olevien materiakimpaleiden vetovoiman vuoksi ja yhtä lailla siksi, että gravitaatiovoima puuttuu kaikilta underdensealueilta. Paikallisessa ryhmässämme voimme mitata nopeuttamme kohti kosmisen takapihallamme suurinta, massiivista galaksia, Andromedaa. Se näyttää liikkuvan kohti Aurinkoamme nopeudella 301 km/s, mikä tarkoittaa —kun huomioidaan auringon liike Linnunradan läpi — että paikallisen ryhmän kaksi massiivisinta galaksia, Andromeda ja Linnunrata, suuntaavat toisiaan kohti noin 109 km/s nopeudella.

näyttää pieneltä ja merkityksettömältä Linnunradan vieressä, mutta se johtuu sen etäisyydestä: noin 2,5 miljoonan valovuoden päässä. Se liikkuu kohti Aurinkoamme tällä hetkellä noin 300 km / s. ScienceTV YouTube/Screenshot

paikallinen ryhmä, niin massiivinen kuin se onkin, ei ole täysin eristetty. Kaikki lähialueemme muut galaksit ja galaksijoukot vetävät meitä puoleensa, ja kaukaisemmatkin ainekimpaleet vaikuttavat painovoimaan. Sen perusteella, mitä voimme nähdä, mitata ja laskea, nämä rakenteet näyttävät aiheuttavan lisäliikettä noin 300 km/s, mutta hieman eri suuntaan kuin kaikki muut liikkeet yhteensä. Ja se selittää osan, muttei kaikkea, suuren mittakaavan liikkeestä maailmankaikkeuden läpi. Pelissä on myös yksi tärkeämpi ilmiö, joka määritettiin vasta äskettäin: kosmisten tyhjiöiden gravitaatiokammio.

ryhmittyneet ja ryhmittyneet yhteen. Suurimmissa asteikoissa maailmankaikkeus on yhtenäinen, mutta galaksien tai klusterien asteikoilla overdense-ja underdense-alueet dominoivat. Andrew Z. Colvin, Wikimedia Commons

jokaista universumin atomia tai ainehiukkasta kohti, joka kerääntyy yhteen ylikierroksilla, on kerran keskivertotiheyden alue, joka on menettänyt vastaavan massamäärän. Aivan kuten keskivertoa tiheämpi alue vetää puoleensa, keskivertoa tiheämpi alue vetää puoleensa keskimääräistä heikommalla voimalla. Jos saat suuren alueen avaruutta, jossa on keskimääräistä vähemmän ainetta, tuo vetovoiman puute käyttäytyy tehokkaasti hylkivänä voimana, aivan kuten ylimääräinen vetovoima käyttäytyy houkuttelevana. Universumissamme, vastakohtana suurimmalle läheiselle yliherkkyydellemme, on suuri aliherkkä tyhjiö. Koska olemme näiden kahden alueen välissä, puoleensavetävät ja vastenmieliset voimat yhtyvät, ja kummankin vaikutus on noin 300 km/s ja kokonaissumma lähestyy 600 km/s.

alueet ja underdense-alueiden suhteellinen repulsio (punainen), koska ne vaikuttavat Linnunrataan. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, ja Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

kun lasketaan yhteen kaikki nämä liikkeet: maapallo pyörii, Maa kiertää Aurinkoa, aurinko kiertää galaksia, Linnunrata suuntaa kohti Andromedaa, ja paikallinen ryhmä, joka vetää puoleensa overdense-alueita ja torjuu alidense-alueita, voimme saada numeron siitä, kuinka nopeasti todellisuudessa liikumme maailmankaikkeuden läpi milloinkin. Havaitsemme, että kokonaisliike tulee ulos 368 km/s tiettyyn suuntaan, plus tai miinus noin 30 km/s, riippuen siitä, mihin aikaan vuodesta se on ja mihin suuntaan maapallo liikkuu. Tämän vahvistavat mittaukset kosmisesta mikroaaltotaustasta, joka näyttää mieluiten kuumemmalta liikkumissuunnassamme ja kylmemmältä päinvastaisessa suunnassa kuin liikkeemme.

millikelvin on keskimääräistä lämpimämpi yhdessä (punaisessa) suunnassa, ja 3,36 millikelviniä viileämpi toisessa (sinisessä) kuin keskimäärin. Tämä johtuu kaiken kokonaisliikkeestä avaruudessa. Delabrouille, J. ym.Astron.Astrofyysejä. 553 (2013) A96

jos jätämme huomiotta maan pyörimisen ja pyörimisen Auringon ympäri, huomaamme aurinkokuntamme liikkuvan suhteessa CMB: hen nopeudella 368 ± 2 km/s. Kun heität mukaan paikallisen ryhmän liikkeen, saat selville, että kaikki — Linnunrata, Andromeda, Triangulum — galaksi ja kaikki muut-liikkuvat nopeudella 627 ± 22 km/s suhteessa CMB: hen. Tuo suurempi epävarmuus, muuten, johtuu enimmäkseen epävarmuudesta auringon liikkeessä galaktisen keskuksen ympärillä, joka on vaikein komponentti mitata.

Linnunradan overdense-ja underdense-alueet. Yhteisvaikutusta kutsutaan dipolin Repelleriksi. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully ja Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

tiedämme tarkalleen, miten Maa liikkuu maailmankaikkeuden läpi, ja se on sekä kaunista että yksinkertaista. Planeettamme ja kaikki planeetat kiertävät Aurinkoa tasossa, ja koko kone liikkuu elliptisellä radalla galaksin läpi. Koska galaksin jokainen tähti liikkuu myös ellipsillä, näemme itsemme kulkevan galaktisen tason sisään-ja ulos ajoittain, kymmenien miljoonien vuosien aikajänteillä, kun taas yhden Linnunradan kiertoradan läpivienti kestää noin 200-250 miljoonaa vuotta. Myös muut kosmiset liikkeet vaikuttavat asiaan: Linnunrata Paikallisen ryhmän sisällä, paikallinen ryhmä Superklusterissamme ja kaikki se suhteessa universumin muuhun kehikkoon.

Aurinkokunta ei ole pyörre, vaan kaikkien suurten kosmisten liikkeittemme summa. Kiitos tähtitieteen ja astrofysiikan, – ymmärrämme lopultakin erittäin tarkasti, mitä se on.

Seuraa minua Twitterissä. Tutustu sivustooni tai joihinkin muihin töihini täällä.