Il nostro movimento nello spazio non è un vortice, ma qualcosa di molto più interessante
si muovono attraverso lo spazio è corretto, ma non “seguono” come mostrano alcuni video non scientifici. DJ Sadhu / YouTube
Ci sono molte parti in movimento nell’Universo, poiché nulla esiste isolatamente. Ci sono letteralmente trilioni di grandi masse nel nostro Sistema Solare, tutte orbitanti attorno al centro galattico su scale temporali di centinaia di milioni di anni. Ma c’è un video virale, parti 1 e 2, che afferma che mentre il Sistema solare si muove attraverso la galassia, forma un vortice, tirando i pianeti dietro di esso come fa.
Ma il nostro vero indirizzo cosmico, e il nostro vero moto cosmico, è molto più complesso e interessante di un semplice modello come questo. Il che è affascinante, perché è tutto governato da una semplice legge: la Relatività Generale. Sulle scale più grandi, è solo la gravità che determina il movimento di tutto, incluso noi, mentre ci muoviamo attraverso l’Universo.
Qualitativamente, il “vortex video” ha alcune cose giuste. Mostra i seguenti fatti veri:
- I pianeti orbitano attorno al Sole, approssimativamente sullo stesso piano.
- Il Sistema Solare si muove attraverso la galassia con un angolo di circa 60° tra il piano galattico e il piano orbitale planetario.
- Il Sole sembra muoversi su e giù e dentro e fuori rispetto al resto della galassia mentre ruota attorno alla Via Lattea.
E queste cose sono vere. Ma nessuno di loro è vero il modo in cui vengono mostrati nel video. E questa è l’importante differenza tra qualitativo e quantitativo.
il Sole che si muove, ma l’intera galassia e il gruppo locale, come le forze invisibili dalla gravitazione nello spazio intergalattico devono essere tutti sommati insieme. NASA, ESA; Ringraziamenti: Ming Sun (UAH) e Serge Meunier
E quantitativamente, non solo prevediamo, ma possiamo misurare esattamente come funziona il nostro movimento. Non è un vortice, ma quello che è, esattamente, è affascinante.
noi siamo Qui, sul pianeta Terra, che gira sul suo asse e ruota attorno al Sole, che orbita intorno a un’ellisse attorno al centro della Via Lattea, che viene tirato verso Andromeda all’interno del nostro gruppo locale, che viene spinto in giro all’interno del nostro cosmico supercluster, Laniakea, da galactic gruppi, ammassi, e cosmica vuoti, che si trova nel KBC vuoto tra la struttura su larga scala dell’Universo. Dopo decenni di ricerca, la scienza ha finalmente messo insieme il quadro completo, e in grado di quantificare esattamente quanto velocemente ci stiamo muovendo attraverso lo spazio, su ogni scala.
ruolo importante nel far rigonfiare l’equatore, nel creare notte e giorno e nell’aiutare ad alimentare il nostro campo magnetico che ci protegge dai raggi cosmici e dal vento solare. Steele Hill / NASA
I pianeti ruotano entrambi sul loro asse e ruotano attorno al Sole. Anche se ti percepisci come stazionario, sappiamo — a livello cosmico-che semplicemente non è vero. Mentre la Terra ruota sul suo asse, ci lancia nello spazio a quasi 1700 km / h per qualcuno sull’equatore. Potrebbe sembrare un gran numero, ma rispetto agli altri contributi al nostro movimento attraverso l’Universo, è a malapena un blip sul radar cosmico.
Non è poi così veloce, se passiamo invece a pensarci in termini di chilometri al secondo. La Terra che gira sul suo asse ci dà una velocità di soli 0,5 km / s, o meno dello 0,001% della velocità della luce. Ma ci sono altri movimenti che contano di più.
supera di gran lunga le velocità di rotazione di ognuno di essi, anche per quelli più veloci come Giove e Saturno. NASA / JPL
Proprio come tutti i pianeti del nostro sistema solare, la Terra orbita attorno al Sole ad una clip molto più veloce della sua velocità di rotazione. Per mantenerci nella nostra orbita stabile dove siamo, dobbiamo muoverci a destra intorno a 30 km / s. I pianeti interni-Mercurio e Venere-si muovono più velocemente, mentre i mondi esterni come Marte (e oltre) si muovono più lentamente di questo. La differenza è grave: Mercurio fa circa 4 orbite per ogni 1 della Terra, e richiede a Nettuno oltre 160 orbite terrestri prima che sia completata anche una rivoluzione.
Inoltre, mentre i pianeti orbitano nel piano del sistema solare, cambiano continuamente la loro direzione di movimento, con la Terra che ritorna al suo punto di partenza dopo 365 giorni. Bene, quasi al suo stesso esatto punto di partenza.
Sole, che poi si muove attraverso la galassia in una diversa direzione di movimento. Si noti che i pianeti sono tutti sullo stesso piano e non si trascinano dietro il Sole o formano una scia di alcun tipo. Rhys Taylor
Perché anche il Sole stesso non è fermo. La nostra Via Lattea è enorme, massiccia e, soprattutto, è in movimento. Tutte le stelle, i pianeti, le nuvole di gas, i grani di polvere, i buchi neri, la materia oscura e altro ancora si muovono all’interno di esso, contribuendo e influenzando la sua gravità netta. Dal nostro punto di vista, a circa 25.000 anni luce dal centro galattico, il Sole accelera in un’ellisse, facendo una rivoluzione completa una volta ogni 220-250 milioni di anni o giù di lì.
Si stima che la velocità del nostro Sole sia di circa 200-220 km/s lungo questo viaggio, che è un numero piuttosto elevato rispetto alla velocità di rotazione della Terra e alla sua velocità di rivoluzione attorno al Sole, che sono entrambi inclinati ad un angolo rispetto al piano di movimento del Sole attorno alla galassia. In tutto, però, i pianeti rimangono sullo stesso piano, senza che emergano modelli di “trascinamento” o vortici.
Via Lattea a circa 25.000-27.000 anni luce dal centro, le direzioni orbitali dei pianeti nel nostro Sistema Solare non si allineano affatto con la galassia. Science Minus Details/http://www.scienceminusdetails.com/
Ma la galassia stessa non è stazionaria, ma piuttosto si muove a causa dell’attrazione gravitazionale di tutti i ciuffi di materia troppo densi e, allo stesso modo, a causa della mancanza di attrazione gravitazionale da tutte le regioni sottodense. All’interno del nostro gruppo locale, possiamo misurare la nostra velocità verso la galassia più grande e massiccia nel nostro cortile cosmico: Andromeda. Sembra muoversi verso il nostro Sole ad una velocità di 301 km/s, il che significa che —quando si fattore nel movimento del Sole attraverso la Via Lattea — che il gruppo locale dei due più massicce, Andromeda e la Via Lattea, si dirigeva verso l’altro, alla velocità di circa 109 km/s.
appare piccolo e insignificante vicino alla Via Lattea, ma questo è dovuto alla sua distanza: circa 2,5 milioni di anni luce di distanza. Si sta muovendo verso il nostro Sole, al momento attuale, a circa 300 km / s. ScienceTV su YouTube / Screenshot
Il Gruppo locale, per quanto massiccio, non è completamente isolato. Le altre galassie e ammassi di galassie nelle nostre vicinanze tutti tirano su di noi, e anche i gruppi più distanti di materia esercitano una forza gravitazionale. In base a ciò che possiamo vedere, misurare e calcolare, queste strutture sembrano causare un movimento aggiuntivo di circa 300 km/s, ma in una direzione leggermente diversa rispetto a tutti gli altri movimenti, messi insieme. E questo spiega parte, ma non tutto, del movimento su larga scala attraverso l’Universo. C’è anche un altro effetto importante in gioco, uno che è stato quantificato solo di recente: la repulsione gravitazionale dei vuoti cosmici.
raggruppati e raggruppati insieme. Sulle scale più grandi, l’Universo è uniforme, ma mentre si guarda alle scale di galassie o cluster, dominano le regioni overdense e underdense. Andrew Z. Colvin, via Wikimedia Commons
Per ogni atomo o particella di materia nell’Universo che si ammassa insieme in una regione di overdense, c’è una regione di densità una volta media che ha perso la quantità equivalente di massa. Proprio come una regione più densa della media ti attirerà preferenzialmente, una regione meno densa della media ti attirerà con una quantità di forza inferiore alla media. Se ottieni una grande regione di spazio con meno materia della media, quella mancanza di attrazione si comporta efficacemente come una forza repellente, proprio come l’attrazione extra si comporta come attraente. Nel nostro Universo, di fronte alla posizione delle nostre più grandi sovradensità vicine, c’è un grande vuoto underdense. Dal momento che siamo tra queste due regioni, le forze attraenti e repulsive si sommano, con ognuna che contribuisce a circa 300 km/s e il totale si avvicina a 600 km/s.
regioni e la relativa repulsione (rossa) delle regioni underdense, mentre agiscono sulla Via Lattea. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, e Hélène Courtois, Natura, Astronomia 1, 0036 (2017)
Quando si aggiungono tutti questi movimenti insieme: la Terra gira, la Terra a girare intorno al Sole, il Sole si muove intorno alla galassia, la Via Lattea si diresse verso Andromeda, e il gruppo locale di essere attratto dalle overdense regioni e respinti dalle underdense, si può ottenere un numero per quanto velocemente si muovono attraverso l’Universo in un dato istante. Troviamo che il movimento totale esce a 368 km/s in una particolare direzione, più o meno circa 30 km/s, a seconda del periodo dell’anno e della direzione in cui si muove la Terra. Ciò è confermato dalle misurazioni dello sfondo delle microonde cosmiche, che appare preferenzialmente più caldo nella direzione in cui ci muoviamo e preferenzialmente più freddo nella direzione opposta al nostro movimento.
millikelvin più caldo in una direzione (il rosso) rispetto alla media, e 3.36 millikelvin più fresco (il blu) l’altro rispetto alla media. Ciò è dovuto al movimento totale di tutto attraverso lo spazio. Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophys. 553 (2013) A96
Se ignoriamo la rotazione e la rivoluzione della Terra attorno al Sole, scopriamo che il nostro Sistema solare si sta muovendo rispetto alla CMB a 368 ± 2 km/s. Quando si lancia il movimento del gruppo locale, si ottiene che tutto-la Via Lattea, Andromeda, la galassia del Triangolo e tutti gli altri — si muovono a 627 ± 22 km/s rispetto alla CMB. Quella maggiore incertezza, a proposito, è principalmente dovuta all’incertezza nel moto del Sole attorno al centro galattico, che è la componente più difficile da misurare.
overdense e underdense regioni sulla Via Lattea. L’effetto combinato è noto come il repeller dipolo. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully e Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
Sappiamo esattamente come la Terra si muove attraverso l’Universo, ed è allo stesso tempo bella e semplice. Il nostro pianeta e tutti i pianeti orbitano attorno al Sole in un piano, e l’intero piano si muove in un’orbita ellittica attraverso la galassia. Dal momento che ogni stella della galassia si muove anche in un’ellisse, vediamo noi stessi sembrano passare dentro e fuori dal piano galattico periodicamente, su scale temporali di decine di milioni di anni, mentre ci vogliono circa 200-250 milioni di anni per completare un’orbita attorno alla Via Lattea. Anche gli altri moti cosmici contribuiscono tutti: la Via Lattea all’interno del Gruppo Locale, il Gruppo Locale nel nostro Supercluster, e tutto ciò rispetto al resto dell’Universo.
Il Sistema Solare non è un vortice, ma piuttosto la somma di tutti i nostri grandi moti cosmici. Grazie all’incredibile scienza dell’astronomia e dell’astrofisica, finalmente capiamo, con enorme precisione, esattamente di cosa si tratta.
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