Onze beweging door de ruimte is geen Vortex, maar iets veel interessanter

ze bewegen door de ruimte is correct, maar ze ‘volgen niet achter’ zoals bepaalde niet-wetenschappelijke video ‘ s laten zien. DJ Sadhu / YouTube

Er zijn veel bewegende delen naar het universum, omdat er niets op zichzelf bestaat. Er zijn letterlijk biljoenen grote massa ‘ s in ons zonnestelsel, die allemaal rond het galactische centrum draaien op tijdschalen van honderden miljoenen jaren. Maar er is een virale video, Deel 1 en 2, die beweert dat als het zonnestelsel door het melkwegstelsel beweegt, het een vortexvorm maakt, en de planeten er achter trekt.

maar ons ware kosmische adres, en onze werkelijke kosmische beweging, is veel complexer en interessanter dan een enkel model als dit. Dat is fascinerend, want het wordt allemaal beheerst door één simpele Wet: algemene relativiteit. Op de grootste schaal bepaalt alleen zwaartekracht de beweging van alles, inclusief ons, terwijl we door het universum bewegen.

kwalitatief gezien heeft de “vortex video”een paar dingen goed. Het toont de volgende ware feiten:

• de planeten draaien rond de zon, ruwweg in hetzelfde vlak.
• het zonnestelsel beweegt door het melkwegstelsel met een hoek van ongeveer 60° tussen het Galactische vlak en het planetaire baanvlak.
• de zon lijkt op-en-neer en in-en-uit te bewegen ten opzichte van de rest van het melkwegstelsel als het rond de Melkweg draait.

en die dingen zijn waar. Maar geen van hen is waar zoals ze getoond worden in de video. Dat is het belangrijke verschil tussen kwalitatief en kwantitatief.

de zon die beweegt, maar het hele melkwegstelsel en de lokale groep, als de onzichtbare krachten van zwaartekracht in de intergalactische ruimte moeten allemaal bij elkaar worden opgeteld. NASA, ESA; Dankbetuigingen: Ming Sun (UAH), en Serge Meunier

en kwantitatief kunnen we niet alleen voorspellen, maar ook precies meten hoe onze beweging werkt. Het is geen vortex, maar wat het precies is, is fascinerend.hier zijn we dan, op de planeet Aarde, die om zijn as draait en rond de zon draait, die in een ellips rond het centrum van de Melkweg draait, die binnen onze lokale groep naar Andromeda wordt getrokken, die binnen onze kosmische supercluster, Laniakea, wordt geduwd door Galactische groepen, clusters en kosmische holtes, die zelf in de KBC-leegte ligt te midden van de grootschalige structuur van het universum. Na decennia van onderzoek heeft de wetenschap eindelijk het volledige beeld samengesteld, en kan precies kwantificeren hoe snel we door de ruimte bewegen, op elke schaal.

belangrijke rol in het veroorzaken van uitstulping van de evenaar, in het creëren van nacht en dag, en in het helpen van kracht ons magnetisch veld dat ons beschermt tegen kosmische stralen en de zonnewind. Steele Hill / NASA

de planeten draaien beide om hun as en draaien rond de zon. Ook al zie je jezelf als stationair, we weten — op een kosmisch niveau — dat dat gewoon niet waar is. Terwijl de aarde om zijn as draait, slingert hij ons met bijna 1700 km/uur door de ruimte voor iemand op de evenaar. Dat klinkt misschien als een groot getal, maar in vergelijking met de andere bijdragen aan onze beweging door het universum, is het nauwelijks een stip op de kosmische radar.

dat is niet echt zo snel, als we overschakelen naar het denken in termen van kilometers per seconde in plaats daarvan. De aarde die om zijn as draait geeft ons een snelheid van slechts 0,5 km/s, of minder dan 0,001% van de snelheid van het licht. Maar er zijn andere moties die er meer toe doen.

overtreft de rotatiesnelheden van elk van hen, zelfs voor de snelste zoals Jupiter en Saturnus. NASA / JPL

net als alle planeten in ons zonnestelsel draait de aarde veel sneller om de zon dan haar rotatiesnelheid. Om ons in onze stabiele baan te houden waar we zijn, moeten we ongeveer 30 km/s bewegen. De binnenplaneten — Mercurius en Venus-bewegen sneller, terwijl de buitenwerelden zoals Mars (en daarbuiten) langzamer bewegen dan dit. Het verschil is ernstig: Mercurius maakt ongeveer 4 banen voor elke 1 van de aarde, en het neemt Neptunus over 160 banen voordat het zelfs maar één omwenteling heeft voltooid.

bovendien, als de planeten in het vlak van het zonnestelsel draaien, veranderen ze voortdurend hun bewegingsrichting, waarbij de aarde na 365 dagen terugkeert naar haar beginpunt. Nou, bijna precies hetzelfde beginpunt.

zon, die dan in een andere bewegingsrichting door het melkwegstelsel beweegt. Merk op dat de planeten zich allemaal in hetzelfde vlak bevinden, en niet achter de zon slepen of een kielzog vormen van welk type dan ook. Rhys Taylor

omdat zelfs de zon zelf niet stilstaat. Ons melkwegstelsel is enorm, massief, en het belangrijkste is in beweging. Alle sterren, planeten, gaswolken, stofkorrels, zwarte gaten, donkere materie en nog veel meer bewegen zich erin en dragen bij aan en worden beïnvloed door de netto zwaartekracht. Vanuit ons gezichtspunt, zo ’n 25.000 lichtjaar van het galactische centrum, draait de zon rond in een ellips, en maakt zo’ n 220-250 miljoen jaar een complete omwenteling.er wordt geschat dat de snelheid van onze zon ongeveer 200-220 km/s is op deze reis, wat een vrij groot aantal is in vergelijking met zowel de draaisnelheid van de aarde als haar omwentelingssnelheid rond de zon, die beide schuin staan ten opzichte van het bewegingsvlak van de zon rond het melkwegstelsel. Overal blijven de planeten echter in hetzelfde vlak, zonder dat er ‘slepende’ of draaikolkpatronen ontstaan.

Melkweg zo ‘ n 25.000-27.000 lichtjaar van het centrum liggen de baanrichtingen van de planeten in ons zonnestelsel helemaal niet in lijn met het sterrenstelsel. Science Minus Details/http://www.scienceminusdetails.com/

maar het melkwegstelsel zelf is niet stil, maar beweegt door de gravitationele aantrekkingskracht van alle overdense materie klonten en, evenzeer, door het gebrek aan gravitationele aantrekkingskracht van alle onderdense gebieden. Binnen onze lokale groep kunnen we onze snelheid meten naar het grootste, massieve sterrenstelsel in onze kosmische achtertuin: Andromeda. Het lijkt naar onze zon te bewegen met een snelheid van 301 km/s, wat betekent —als we de beweging van de zon door de Melkweg meetellen — dat de twee meest massieve sterrenstelsels van de lokale groep, Andromeda en de Melkweg, naar elkaar toe gaan met een snelheid van ongeveer 109 km/s.

lijkt klein en onbeduidend naast de Melkweg, maar dat komt door zijn afstand: zo ‘ n 2,5 miljoen lichtjaar weg. ScienceTV op YouTube / Screenshot

De Lokale Groep, zo massief als het is, is niet volledig geïsoleerd. De andere sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels in onze omgeving trekken ons allemaal aan, en zelfs de meer afgelegen klontjes materie oefenen een gravitatiekracht uit. Op basis van wat we kunnen zien, meten en berekenen, lijken deze structuren een extra beweging van ongeveer 300 km/s te veroorzaken, maar in een iets andere richting dan alle andere bewegingen samen. Dat verklaart een deel, maar niet alles, van de grootschalige beweging door het universum. Er is ook nog een belangrijk effect in het spel, Een dat pas onlangs werd gekwantificeerd: de afstoting van de zwaartekracht van kosmische holtes.

gegroepeerd en geclusterd. Op de grootste schalen is het heelal uniform, maar als je kijkt naar galaxy-of clusterschalen, domineren overdense en onderdense gebieden. Andrew Z. Colvin, via Wikimedia Commons

voor elk atoom of deeltje materie in het universum dat samenclusters in een overdense regio, is er een gebied met een eens gemiddelde dichtheid dat de equivalente hoeveelheid massa heeft verloren. Net zoals een regio die dichter is dan gemiddeld je bij voorkeur zal aantrekken, zal een regio die minder dicht is dan gemiddeld je aantrekken met een ondergemiddelde hoeveelheid kracht. Als je een groot deel van de ruimte krijgt met minder materie dan gemiddeld, gedraagt dat gebrek aan aantrekking zich effectief als een afstotende kracht, net zoals extra aantrekking zich gedraagt als een aantrekkelijke. In ons universum, tegenover de locatie van onze grootste overgevoeligheid in de buurt, is een grote onderdense leegte. Aangezien we ons tussen deze twee gebieden bevinden, tellen de aantrekkelijke en afstotende krachten samen, waarbij elk ongeveer 300 km/s bijdraagt en het totaal bijna 600 km/s nadert.

regio ’s en de relatieve afstoting (rood) van de onderdense regio’ s, zoals ze inwerken op de Melkweg. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, and Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

als je al deze bewegingen bij elkaar optelt: de aarde die draait, de aarde die draait rond de zon, de zon die rond het sterrenstelsel beweegt, de Melkweg die richting Andromeda gaat, en de lokale groep die wordt aangetrokken door de overdense regio ’s en wordt afgestoten door de onderdense regio’ s, kunnen we op elk moment een getal krijgen voor hoe snel we werkelijk door het heelal bewegen. We vinden dat de totale beweging komt uit op 368 km/s in een bepaalde richting, plus of min ongeveer 30 km / s, afhankelijk van welke tijd van het jaar het is en welke richting de aarde beweegt. Dit wordt bevestigd door metingen van de kosmische microgolfachtergrond, die bij voorkeur heter lijkt in de richting die we bewegen, en bij voorkeur kouder in de tegenovergestelde richting van onze beweging.

millikelvin heter in één (de rode) richting dan gemiddeld, en 3,36 millikelvin koeler in (de blauwe) de andere dan gemiddeld. Dit komt door de totale beweging van alles door de ruimte. Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophys. 553 (2013) A96

als we de rotatie en omwenteling van de aarde rond de zon negeren, zien we dat ons zonnestelsel beweegt ten opzichte van de CMB met 368 ± 2 km/s. Als je de beweging van de lokale groep erin gooit, krijg je dat alles — de Melkweg, Andromeda, het Triangulumstelsel en alle andere — zich beweegt met 627 ± 22 km/s ten opzichte van de CMB. Die grotere onzekerheid is trouwens vooral te wijten aan onzekerheid in de beweging van de zon rond het galactische centrum, wat het moeilijkste onderdeel is om te meten.

overdense en onderdense gebieden op de Melkweg. Het gecombineerde effect staat bekend als de dipool Repeller. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, and Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

we weten precies hoe de aarde door het heelal beweegt, en het is zowel mooi als eenvoudig. Onze planeet en alle planeten draaien om de zon in een vlak, en het hele vlak beweegt in een elliptische baan door het melkwegstelsel. Aangezien elke ster in het melkwegstelsel ook in een ellips beweegt, zien we onszelf periodiek in-en-uit het Galactische vlak passeren, op tijdschalen van tientallen miljoenen jaren, terwijl het ongeveer 200-250 miljoen jaar duurt om een baan rond de Melkweg te voltooien. De andere kosmische bewegingen dragen ook allemaal bij: de Melkweg binnen de lokale groep, de lokale groep in onze Supercluster, en alles met betrekking tot het restframe van het universum.het zonnestelsel is geen vortex, maar de som van al onze grote kosmische bewegingen. Dankzij de ongelooflijke wetenschap van astronomie en astrofysica, begrijpen we eindelijk, met enorme precisie, precies wat dat is.

Volg mij op Twitter. Bekijk mijn website of een aantal van mijn andere werk hier.