Vår Bevegelse Gjennom Rommet Er ikke En Vortex, men Noe Langt Mer Interessant
Det er mange bevegelige deler Til Universet, da ingenting eksisterer isolert. Det er bokstavelig talt billioner av store masser i Vårt Solsystem, som alle kretser rundt det galaktiske senteret på tidsskalaer på hundrevis av millioner år. Men det er en viral video, del 1 og 2, som hevder at Når Solsystemet beveger seg gjennom galaksen, gjør Det en vortexform, som trekker planeter bak den som den gjør.Men vår sanne kosmiske adresse, og vår virkelige kosmiske bevegelse, er langt mer kompleks og interessant enn bare en modell som dette. Det er fascinerende, fordi det hele styres av En enkel lov: Generell Relativitet. På de største skalaene er det bare tyngdekraften som bestemmer bevegelsen av alt, inkludert oss, når Vi beveger Oss gjennom Universet.
Kvalitativt har «vortex video» et par ting riktig. Det viser følgende sanne fakta:
- planetene går I bane Rundt Solen, omtrent i samme plan.
- Solsystemet beveger seg gjennom galaksen med omtrent en 60° vinkel mellom det galaktiske planet og det planetariske baneplanet.
- Solen ser ut til å bevege seg opp og ned og inn og ut i forhold til resten av galaksen når Den dreier Seg Om Melkeveien.
og disse tingene er sanne. Men ingen av dem er sanne slik de vises i videoen. Det er den store forskjellen mellom kvalitativ og kvantitativ.
Solen som beveger seg, men hele galaksen og lokal gruppe, som de usynlige kreftene fra gravitasjon i intergalaktisk rom må alle legges sammen. NASA, ESA; Anerkjennelse: Ming Sun (UAH), Og Serge Meunier
og kvantitativt, vi ikke bare forutsi, men kan måle, nøyaktig hvordan vår bevegelse fungerer. Det er ikke en vortex, men hva det er, akkurat, er fascinerende.Her er vi, på planeten Jorden, som spinner på sin akse og dreier Seg Rundt Solen, som kretser i en ellipse rundt Sentrum Av Melkeveien, som blir trukket mot Andromeda i Vår lokale gruppe, som blir presset rundt i vår kosmiske supercluster, Laniakea, av galaktiske grupper, klynger og kosmiske tomrom, som i seg selv ligger I KBC-tomrommet midt I Universets store struktur. Etter flere tiår med forskning har vitenskapen endelig satt sammen det komplette bildet, og kan kvantifisere nøyaktig hvor fort vi beveger oss gjennom rommet, på hver skala.
viktig rolle i å få ekvator til å bøye seg, i å skape natt og dag, og i å hjelpe kraften vårt magnetfelt som beskytter oss mot kosmiske stråler og solvinden. Steele Hill / NASA
planetene roterer både på sin akse og dreier seg rundt Solen. Selv om du oppfatter deg selv som stasjonær, vet vi — på et kosmisk nivå-det er ganske enkelt ikke sant. Når Jorden roterer om sin akse, sårer den oss gjennom rommet på nesten 1700 km / t for noen på ekvator. Det kan høres ut som et stort tall, men i forhold til de andre bidragene til vår bevegelse gjennom Universet, er det knapt et blip på den kosmiske radaren.
Det er egentlig ikke så fort, hvis vi bytter til å tenke på det i form av kilometer per sekund i stedet. Jorden som spinner på sin akse gir oss en hastighet på bare 0, 5 km / s, eller mindre enn 0, 001% lysets hastighet. Men det er andre bevegelser som betyr mer.
langt overstiger rotasjonshastigheten til noen av dem, selv for de raskeste Som Jupiter og Saturn. NASA / JPL
I likhet med alle planetene i Vårt Solsystem, går Jorden I bane Rundt Solen med et mye raskere klipp enn rotasjonshastigheten. For å holde oss i vår stabile bane der vi er, må vi bevege oss rundt 30 km / s. De indre planetene-Merkur og Venus-beveger seg raskere, mens de ytre verdener som Mars (og utover) beveger seg langsommere enn Dette. Forskjellen er alvorlig: Merkur gjør ca 4 baner for Hver 1 Av Jordens, Og Det tar Neptun over 160 Jordbaner før den er fullført enda en revolusjon.videre, når planetene går i bane i planet til solsystemet, endrer de sin bevegelsesretning kontinuerlig, Med Jorden tilbake til utgangspunktet etter 365 dager. Vel, nesten til samme eksakte utgangspunkt.
Sol, som deretter beveger seg gjennom galaksen i en annen bevegelsesretning. Merk at planetene er alle i samme plan, og ikke drar bak Solen eller danner et våkne av noe slag. Rhys Taylor
Fordi Selv Solen selv ikke er stasjonær. Vår Melkeveis galakse er stor, massiv, og viktigst, er i bevegelse. Alle stjerner, planeter, gasskyer, støvkorn, sorte hull, mørk materie og mer beveger seg rundt på innsiden av det, og bidrar til og påvirkes av nettgravitasjonen. Fra vårt utsiktspunkt, rundt 25.000 lysår fra det galaktiske sentrum, går Solen rundt i en ellipse, og gjør en fullstendig revolusjon en gang hvert 220-250 millioner år eller så.Det anslås at Solens hastighet er rundt 200-220 km / s langs denne reisen, noe som er ganske stort antall sammenlignet Både Jordens rotasjonshastighet og dens hastighet rundt Solen, som begge er tilbøyelig i vinkel mot Solens bevegelsesplan rundt galaksen. Gjennom det forblir planetene i samme plan, uten å» dra » eller vortexmønstre som kommer fram.
men galaksen i seg selv er ikke stasjonær, men beveger seg på grunn av gravitasjonsattraksjonen av alle overdense materieklumper og, like mye, på grunn av mangel på gravitasjonsattraksjon fra alle underdense regioner. Innenfor vår lokale gruppe kan vi måle vår fart mot Den største, massive galaksen I vår kosmiske bakgård: Andromeda. Det ser ut til å bevege seg mot Vår Sol med en hastighet på 301 km/s, noe som betyr —når Vi faktor i solens bevegelse Gjennom Melkeveien — at den lokale gruppens to mest massive galakser, Andromeda Og Melkeveien, er på vei mot hverandre med en hastighet på rundt 109 km/s.
virker liten og ubetydelig ved Siden Av Melkeveien, men det er på grunn av avstanden: noen 2, 5 millioner lysår unna. Den beveger seg mot Vår Sol, for øyeblikket, rundt 300 km / s. ScienceTV På YouTube /Skjermbilde
Den Lokale Gruppen, så massiv som den er, er ikke helt isolert. De andre galakser og klynger av galakser i vår nærhet trekker alle på oss, og selv de fjernere klumper av materie utøver en gravitasjonskraft. Basert på hva vi kan se, måle og beregne, ser disse strukturene ut til å forårsake en ekstra bevegelse på ca 300 km / s, men i en noe annen retning enn alle de andre bevegelsene, satt sammen. Og det forklarer en del, men ikke alle, av den store bevegelsen gjennom Universet. Det er også en viktigere effekt på spill, en som bare ble kvantifisert nylig: gravitasjonsavstøtningen av kosmiske hulrom.
gruppert og gruppert sammen. På de største skalaene er Universet ensartet, men når du ser på galakse-eller klyngeskalaer, dominerer overdense og underdense regioner. Andrew Z. Colvin, via Wikimedia Commons
for hvert atom eller partikkel av materie i Universet som klynger seg sammen i en overdenseringsregion, er det en region med en gang gjennomsnittlig tetthet som har mistet tilsvarende mengde masse. Akkurat som en region som er mer tett enn gjennomsnittet vil fortrinnsvis tiltrekke deg, vil en region som er mindre tett enn gjennomsnittet tiltrekke deg med en under gjennomsnittlig mengde kraft. Hvis du får et stort område med mindre materie enn gjennomsnittet i det, oppfører den mangelen på tiltrekning seg effektivt som en avstøtende kraft, akkurat som ekstra tiltrekning oppfører seg som en attraktiv. I Vårt Univers, motsatt plasseringen av våre største nærliggende overdensities, er en stor underdense tomrom. Siden vi er i mellom disse to regionene, de attraktive og frastøtende krefter legge opp, med hver og en bidrar ca 300 km/s og den totale nærmer seg 600 km/s.
regioner og den relative frastøting (rød) av underdense regioner, som de virker På Melkeveien. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarè, R. Brent Tully, Og Héè Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
når du legger til alle disse bevegelsene sammen: Jorden spinner, Jorden roterer Rundt Solen, Solen beveger seg rundt galaksen, Melkeveien ledet mot Andromeda, Og den lokale gruppen blir tiltrukket av overdense regioner og avstøt av underdense seg, kan vi få et tall for hvor fort vi faktisk beveger oss gjennom Universet til enhver tid. Vi finner at den totale bevegelsen kommer ut til 368 km / s i en bestemt retning, pluss eller minus ca 30 km / s, avhengig av hvilken tid på året Det er og hvilken retning Jorden beveger Seg. Dette bekreftes av målinger av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, som virker fortrinnsvis varmere i retningen vi beveger oss, og fortrinnsvis kaldere i retning motsatt vår bevegelse.
hvis vi ignorerer Jordens rotasjon og revolusjon rundt Solen, finner vi at Vårt Solsystem beveger seg i forhold til CMB ved 368 ± 2 km / s. Når du kaster inn bevegelsen til den lokale gruppen, får du det Hele-Melkeveien, Andromeda, Triangulumgalaksen og alle de andre-beveger seg på 627 ± 22 km / s i forhold til CMB. Den større usikkerheten skyldes for øvrig usikkerhet i Solens bevegelse rundt det galaktiske senteret, som er den vanskeligste komponenten å måle.
overdense og underdense regioner På Melkeveien. Den kombinerte effekten er kjent Som Dipolrepelleren. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarè, R. Brent Tully, Og H@lè Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
vi vet nøyaktig hvordan Jorden beveger seg Gjennom Universet, Og Det er både vakkert og enkelt. Vår planet og alle planeter bane Solen i et fly, og hele flyet beveger seg i en elliptisk bane gjennom galaksen. Siden hver stjerne i galaksen også beveger seg i en ellipse, ser vi oss selv ut til å passere inn og ut av det galaktiske planet periodisk, på tidsskalaer på titalls millioner år, mens det tar rundt 200-250 millioner år å fullføre En bane rundt Melkeveien. De andre kosmiske bevegelsene bidrar også: Melkeveien i Den Lokale Gruppen, Den Lokale Gruppen i Vår Supercluster, og alt sammen med Hensyn Til Resten av Universet.Solsystemet Er ikke en virvel, Men summen av alle våre store kosmiske bevegelser. Takket være den utrolige vitenskapen om astronomi og astrofysikk, forstår vi endelig, til enorm presisjon, akkurat hva det er.
Følg Meg På Twitter. Sjekk ut min hjemmeside eller noen av mine andre arbeid her.