Unsere Bewegung durch den Weltraum ist kein Wirbel, sondern etwas viel Interessanteres

sie bewegen sich durch den Raum ist richtig, aber sie ‚hinterherhinken‘ nicht, wie bestimmte nicht-wissenschaftliche Videos zeigen. DJ Sadhu / YouTube

Es gibt viele bewegliche Teile im Universum, da nichts isoliert existiert. Es gibt buchstäblich Billionen großer Massen in unserem Sonnensystem, die alle auf Zeitskalen von Hunderten von Millionen von Jahren um das galaktische Zentrum kreisen. Aber es gibt ein virales Video, Teile 1 und 2, das behauptet, dass das Sonnensystem, wenn es sich durch die Galaxie bewegt, eine Wirbelform bildet und die Planeten dahinter zieht.Aber unsere wahre kosmische Adresse und unsere wirkliche kosmische Bewegung ist viel komplexer und interessanter als ein bloßes Modell wie dieses. Das ist faszinierend, denn alles unterliegt einem einfachen Gesetz: der Allgemeinen Relativitätstheorie. Auf den größten Skalen bestimmt nur die Schwerkraft die Bewegung von allem, einschließlich uns, während wir uns durch das Universum bewegen.

Qualitativ hat das „Vortex Video“ einiges richtig gemacht. Es zeigt die folgenden wahren Tatsachen:

• Die Planeten umkreisen die Sonne ungefähr in derselben Ebene.
• Das Sonnensystem bewegt sich mit einem Winkel von etwa 60 ° zwischen der galaktischen Ebene und der Planetenbahnebene durch die Galaxie.
• Die Sonne scheint sich in Bezug auf den Rest der Galaxie auf und ab und in und aus zu bewegen, während sie sich um die Milchstraße dreht.

Und diese Dinge sind wahr. Aber keiner von ihnen ist wahr, wie sie im Video gezeigt werden. Und das ist der wichtige Unterschied zwischen qualitativ und quantitativ.

die Sonne, die sich bewegt, aber die gesamte Galaxie und lokale Gruppe, wie die unsichtbaren Kräfte aus der Gravitation im intergalaktischen Raum müssen alle zusammen addiert werden. NASA, ESA; Danksagung: Ming Sun (UAH) und Serge Meunier

Und quantitativ können wir nicht nur vorhersagen, sondern genau messen, wie unsere Bewegung funktioniert. Es ist kein Wirbel, aber was es genau ist, ist faszinierend.

Hier sind wir, auf dem Planeten Erde, der sich um seine Achse dreht und um die Sonne kreist, die in einer Ellipse um das Zentrum der Milchstraße kreist, die innerhalb unserer lokalen Gruppe in Richtung Andromeda gezogen wird, die von galaktischen Gruppen, Clustern und kosmischen Hohlräumen in unserem kosmischen Superhaufen Laniakea herumgeschoben wird, der selbst in der KBC-Leere inmitten der großräumigen Struktur des Universums liegt. Nach Jahrzehnten der Forschung hat die Wissenschaft endlich das vollständige Bild zusammengestellt und kann genau quantifizieren, wie schnell wir uns durch den Weltraum bewegen, auf jeder Skala.

wichtige Rolle bei der Entstehung des Äquators, bei der Erzeugung von Tag und Nacht und bei der Stromversorgung unseres Magnetfeldes, das uns vor kosmischer Strahlung und dem Sonnenwind schützt. Steele Hill / NASA

Die Planeten drehen sich beide um ihre Achse und drehen sich um die Sonne. Obwohl du dich selbst als stationär wahrnimmst, wissen wir — auf kosmischer Ebene -, dass das einfach nicht wahr ist. Während sich die Erde um ihre Achse dreht, rast sie uns mit fast 1700 km / h durch den Weltraum für jemanden am Äquator. Das mag nach einer großen Zahl klingen, aber im Vergleich zu den anderen Beiträgen zu unserer Bewegung durch das Universum ist es kaum ein Lichtblick auf dem kosmischen Radar.

Das ist nicht wirklich so schnell, wenn wir stattdessen in Kilometern pro Sekunde darüber nachdenken. Die Erde, die sich um ihre Achse dreht, gibt uns eine Geschwindigkeit von nur 0, 5 km / s oder weniger als 0, 001% der Lichtgeschwindigkeit. Aber es gibt andere Bewegungen, die mehr ausmachen.

übersteigt bei weitem die Rotationsgeschwindigkeiten von jedem von ihnen, selbst für die schnellsten wie Jupiter und Saturn. NASA / JPL

Ähnlich wie alle Planeten in unserem Sonnensystem umkreist die Erde die Sonne viel schneller als ihre Rotationsgeschwindigkeit. Um uns in unserer stabilen Umlaufbahn zu halten, wo wir sind, müssen wir uns mit etwa 30 km / s bewegen. Die inneren Planeten – Merkur und Venus — bewegen sich schneller, während sich die äußeren Welten wie Mars (und darüber hinaus) langsamer bewegen. Der Unterschied ist gravierend: Merkur macht etwa 4 Umlaufbahnen für jede 1 der Erde, und es dauert Neptun über 160 Erdumlaufbahnen, bevor es auch nur eine Umdrehung abgeschlossen ist.Wenn die Planeten in der Ebene des Sonnensystems umkreisen, ändern sie ihre Bewegungsrichtung kontinuierlich, wobei die Erde nach 365 Tagen zu ihrem Ausgangspunkt zurückkehrt. Nun, fast genau zum gleichen Ausgangspunkt.

Sonne, die sich dann in einer anderen Bewegungsrichtung durch die Galaxie bewegt. Beachten Sie, dass sich die Planeten alle in derselben Ebene befinden und nicht hinter der Sonne zurückbleiben oder irgendeine Spur bilden. Rhys Taylor

Weil selbst die Sonne nicht stationär ist. Unsere Milchstraße ist riesig, massiv und vor allem in Bewegung. Alle Sterne, Planeten, Gaswolken, Staubkörner, Schwarze Löcher, dunkle Materie und mehr bewegen sich in ihrem Inneren und tragen zu ihrer Nettogravitation bei und werden von ihr beeinflusst. Von unserem Standpunkt aus, etwa 25.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt, dreht sich die Sonne in einer Ellipse und macht alle 220 bis 250 Millionen Jahre eine vollständige Umdrehung.Es wird geschätzt, dass die Geschwindigkeit unserer Sonne auf dieser Reise etwa 200-220 km / s beträgt, was eine ziemlich große Zahl ist, verglichen mit der Rotationsgeschwindigkeit der Erde und ihrer Rotationsgeschwindigkeit um die Sonne, die beide in einem Winkel zur Bewegungsebene der Sonne um die Galaxie geneigt sind. Während es, obwohl, die Planeten bleiben in der gleichen Ebene, ohne „Ziehen“ oder Wirbelmuster entstehen.

Milchstraße Etwa 25.000-27.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt stimmen die Umlaufrichtungen der Planeten in unserem Sonnensystem überhaupt nicht mit der Galaxie überein. Science Minus Details / http://www.scienceminusdetails.com/

Aber die Galaxie selbst ist nicht stationär, sondern bewegt sich aufgrund der Anziehungskraft aller überdichten Materieklumpen und gleichermaßen aufgrund der fehlenden Anziehungskraft aller unterdichten Regionen. Innerhalb unserer lokalen Gruppe können wir unsere Geschwindigkeit in Richtung der größten, massereichen Galaxie in unserem kosmischen Hinterhof messen: Andromeda. Es scheint sich mit einer Geschwindigkeit von 301 km / s auf unsere Sonne zu bewegen, was bedeutet, dass — wenn wir die Bewegung der Sonne durch die Milchstraße berücksichtigen — die beiden massereichsten Galaxien der lokalen Gruppe, Andromeda und die Milchstraße, mit einer Geschwindigkeit von etwa 109 km/ s aufeinander zusteuern.

erscheint neben der Milchstraße klein und unbedeutend, aber das liegt an seiner Entfernung: etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt. Es bewegt sich derzeit mit etwa 300 km / s auf unsere Sonne zu. ScienceTV auf YouTube / Screenshot

Die lokale Gruppe, so massiv sie auch ist, ist nicht vollständig isoliert. Die anderen Galaxien und Galaxienhaufen in unserer Nähe ziehen alle an uns, und selbst die entfernteren Materieklumpen üben eine Gravitationskraft aus. Basierend auf dem, was wir sehen, messen und berechnen können, scheinen diese Strukturen eine zusätzliche Bewegung von ungefähr 300 km / s zu verursachen, aber in einer etwas anderen Richtung als alle anderen Bewegungen zusammen. Und das erklärt einen Teil, aber nicht alles, der großräumigen Bewegung durch das Universum. Es gibt noch einen weiteren wichtigen Effekt, der erst kürzlich quantifiziert wurde: die Gravitationsabstoßung kosmischer Hohlräume.

gruppiert und gruppiert zusammen. Auf den größten Skalen ist das Universum einheitlich, aber wenn man auf Galaxien- oder Clusterskalen schaut, dominieren über- und unterdichte Regionen. Andrew Z. Colvin, über Wikimedia Commons

Für jedes Atom oder Teilchen der Materie im Universum, das sich in einer überdichten Region ansammelt, gibt es eine Region mit einmal durchschnittlicher Dichte, die die äquivalente Menge an Masse verloren hat. So wie eine Region, die dichter als der Durchschnitt ist, Sie bevorzugt anzieht, wird eine Region, die weniger dicht als der Durchschnitt ist, Sie mit einer unterdurchschnittlichen Kraft anziehen. Wenn Sie eine große Region des Raumes mit weniger Materie als der Durchschnitt darin bekommen, verhält sich dieser Mangel an Anziehung effektiv als eine abstoßende Kraft, genauso wie sich zusätzliche Anziehung als eine attraktive verhält. In unserem Universum, gegenüber dem Ort unserer größten Überdichtungen in der Nähe, befindet sich eine große unterdichte Leere. Da wir uns zwischen diesen beiden Regionen befinden, summieren sich die anziehenden und abstoßenden Kräfte, wobei jede ungefähr 300 km / s beiträgt und die Summe sich 600 km/ s nähert.

Regionen und die relative Abstoßung (rot) der unterdichten Regionen, wie sie auf die Milchstraße einwirken. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully und Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

Wenn Sie all diese Bewegungen addieren: Die Erde dreht sich, die Erde dreht sich um die Sonne, die Sonne bewegt sich um die Galaxie, die Milchstraße geht auf Andromeda zu, und die lokale Gruppe wird von den überdichten Regionen angezogen und von den unterdichten abgestoßen, Wir können eine Zahl dafür bekommen, wie schnell wir uns tatsächlich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Universum bewegen. Wir stellen fest, dass die Gesamtbewegung in einer bestimmten Richtung 368 km / s beträgt, plus oder minus etwa 30 km / s, je nachdem, zu welcher Jahreszeit und in welche Richtung sich die Erde bewegt. Dies wird durch Messungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds bestätigt, der in der Richtung, in die wir uns bewegen, bevorzugt heißer und in der entgegengesetzten Richtung zu unserer Bewegung bevorzugt kälter erscheint.

millikelvin heißer in einem (die rote) Richtung als der Durchschnitt, und 3.36 millikelvin kühler in (die blaue) die andere als der Durchschnitt. Dies liegt an der totalen Bewegung von allem durch den Raum. Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophysiker. 553 (2013) A96

Wenn wir die Rotation und Umdrehung der Erde um die Sonne ignorieren, stellen wir fest, dass sich unser Sonnensystem relativ zum CMB mit 368 ± 2 km / s bewegt. Wenn Sie die Bewegung der lokalen Gruppe einwerfen, erhalten Sie, dass sich alle — die Milchstraße, Andromeda, die Triangulum—Galaxie und alle anderen – mit 627 ± 22 km / s relativ zum CMB bewegen. Diese größere Unsicherheit ist übrigens hauptsächlich auf die Unsicherheit in der Bewegung der Sonne um das galaktische Zentrum zurückzuführen, die am schwierigsten zu messen ist.

Über- und unterdichte Regionen auf der Milchstraße. Der kombinierte Effekt wird als Dipol-Repeller bezeichnet. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully und Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)

Wir wissen genau, wie sich die Erde durch das Universum bewegt, und es ist sowohl schön als auch einfach. Unser Planet und alle Planeten umkreisen die Sonne in einer Ebene, und die gesamte Ebene bewegt sich in einer elliptischen Umlaufbahn durch die Galaxie. Da sich jeder Stern in der Galaxie auch in einer Ellipse bewegt, sehen wir, wie wir periodisch auf Zeitskalen von zehn Millionen Jahren in die galaktische Ebene ein- und ausgehen, während es ungefähr 200-250 Millionen Jahre dauert, um eine Umlaufbahn um die Milchstraße zu vollenden. Die anderen kosmischen Bewegungen tragen ebenfalls alle dazu bei: die Milchstraße innerhalb der lokalen Gruppe, die lokale Gruppe in unserem Superhaufen und alles in Bezug auf den Rest des Universums.

Das Sonnensystem ist kein Wirbel, sondern die Summe all unserer großen kosmischen Bewegungen. Dank der unglaublichen Wissenschaft der Astronomie und Astrophysik verstehen wir endlich mit ungeheurer Präzision, was genau das ist.Holen Sie sich das Beste von Forbes in Ihren Posteingang mit den neuesten Erkenntnissen von Experten auf der ganzen Welt. Folgen Sie mir auf Twitter. Schauen Sie sich meine Website oder einige meiner anderen Arbeiten hier an.