Колко бързо се движи Земята през Вселената
Докато четете тези редове, най-вероятно седите и се смятате за неподвижни. Но знаем, че на космическо ниво непрекъснато се движим. Земята се върти около оста си, носейки ни през космоса със скорост 1700 км/ч, измерено от екватора. Но това не е толкова много, ако преведете скоростта в km / s. Земята се върти около оста си със скорост от 0,5 km / s, което не е толкова много в сравнение с другите ни начини на движение.
Както всички планети в нашата слънчева система, Земята се върти около Слънцето много по-бързо, отколкото около собствената си ос. За да ни поддържа в стабилна орбита, Земята трябва да се движи със скорост около 30 km/s. Вътрешните планети - Меркурий и Венера - се движат по-бързо, докато външните светове - Марс и други - се движат по-бавно. Така е било в миналото и така ще бъде и в бъдеще, още много, много години.
Но дори Слънцето не може да се нарече неподвижно. Нашата галактика Млечен път е огромна, масивна и, най-важното, в постоянно движение. Всички звезди, планети, газови облаци, песъчинки и прахови частици, черни дупки, тъмна материя и всичко останало се движи вътре в галактиката. Всяка частица материя и енергия допринася за това движение и зависи от общата сила на гравитацията.
От наша гледна точка, на 25 000 светлинни години от центъра на галактиката, Слънцето се движи в елипса, като прави пълен оборот на всеки 220-250 милиона години. Смята се, че скоростта на Слънцето по време на това пътуване е около 200-220 km / s, което е доста в сравнение със скоростта на въртене на Земята и други планети около Слънцето. Въпреки това можем да съберем всички тези движения заедно и да изчислим нашето движение през галактиката.
Но неподвижна ли е нашата галактика?от нейната собствена? Разбира се, че не. Виждате ли, в космоса винаги има привлекателна сила на привличане за масивни (и енергийни) обекти, с които трябва да се съобразявате, а гравитацията кара всички маси да се ускоряват. Дайте на нашата вселена достатъчно време – а ние разполагаме с 13,8 милиарда години – и всичко ще се движи, носи и плува в посоката на най-голямото гравитационно привличане. Ето как преминахме от хомогенна вселена до накъсана, групирана, богата на галактики вселена за сравнително кратко време.
Такава е космическата история на формирането на структурите в нашата разширяваща се вселена. Какво означава това за нас? Че Млечният път се дърпа от всички други галактики, групи и клъстери в близост до нас. Това означава, че най-близките, най-масивните обекти в цялата космическа история ще контролират нашето движение. А това означава, че не само нашата галактика, но и всички близки галактики ще „потекат в поток“ поради тази гравитационна сила. Учените картографират този процес все по-точно и ние постепенно започваме да разбираме нашето космическо движение в космоса.
Но докато не разберем напълно как ни влияе Вселената, а именно:
- пълен набор от начални условия, в които се е родила Вселената;
- как всяка отделна маса се движи и развива във времето;
- как са се образували Млечният път и всички свързани галактики, групи и клъстери;
- как всичко това се е случило във всяка точка от космическата история до настоящия момент;
няма да можем да разберем истински нашето космическо движение. И със сигурност без следващия трик.
Където и да погледнем в космоса, виждаме това: 2,725 K радиационен фон, останал от Големия взрив. В различни региони има мъничкинесъответствия - с порядък от няколкостотин микрокелвина или така - но където и да погледнем (с изключение на затворената равнина на галактиката, която не можем да видим), виждаме една и съща температура: 2,725 K.
Причината за това е, че Големият взрив се е случил наведнъж в космоса, преди 13,8 милиарда години, и оттогава Вселената се разширява и охлажда.
Във всички посоки, когато погледнем в космоса, виждаме едно и също последващо сияние на събитието, когато за първи път са се образували неутралните атоми. До този момент - 380 000 години след Големия взрив - беше твърде горещо, за да се образуват атоми, тъй като фотонните сблъсъци моментално биха ги разкъсали, йонизирайки техните компоненти. Но тъй като Вселената се разширяваше и светлината се изместваше в червено (и губеше енергия), стана достатъчно студено, за да се образуват тези атоми.
И когато това се случи, фотоните, пътуващи безпрепятствено, най-накрая започнаха да се блъскат в нещо. Толкова много са останали - повече от 400 на кубичен сантиметър, че можем лесно да ги измерим. Дори вашите стари телевизионни антени уловиха космическия микровълнов фон. Около 1% от сивия шум, това трептене на сиво-бели пиксели, на телевизионния екран е последицата от Големия взрив. И ако премахнете микрокелвините на несъответствията настрана, тя е еднаква във всички посоки.
И въпреки това не виждаме идеално равномерен фон при 2,725 K, където и да погледнем. Има малки разлики от един регион на небето до друг. Едната "страна" изглежда по-гореща, а другата изглежда по-студена.
„Горещата“ страна е 2,728 K, а „студената“ страна е около 2,722 K. Такава голяма разлика надвишава всички останали 100 пъти и може лесно да озадачи. Защо флуктуации в такиватолкова големи мащаби в сравнение с останалите?
Уликата е, че това не е микровълнова фонова флуктуация.
Когато се движите към източника на светлина (или той се движи към вас), светлината се измества към по-високи енергии (синьо или виолетово изместване); докато се отдалечавате от източника на светлина, той се измества към по-ниски енергии (червено изместване).
Това, което се случва с микровълновия фон, не се дължи на енергиите на самия фон, а на нашето движение в пространството. От този ефект на следсветене от Големия взрив можем да научим, че Слънчевата система се движи спрямо CMB със скорост от 368 ± 2 km/s и че цялата локална група – Слънцето, Млечният път, Андромеда и останалите – се движи със скорост от 627 ± 22 km/s спрямо CMB. Неточността на тази стойност се дължи на несигурността по отношение на движението на Слънцето около галактическия център, това е най-трудният компонент за измерване.
Благодарение на последващото сияние на Големия взрив ние не само знаем, че не сме на специално и привилегировано място във Вселената, но дори не сме неподвижни по отношение на основното събитие в нашето общо космическо минало. Ние се местим. А движението е живот.