【宇宙科普】地球載著人類在宇宙中飛馳,一天3100萬公里,目的地是哪裡?

薛定諤的貓 2021/07/31 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

宇宙中存在著不少反直覺的現象,例如根據我們人類的直覺,腳下的大地應該是靜止不動的,但實際上,地球卻載著人類在宇宙中飛馳,只不過因為地球上所有的物體都在跟著地球一起運動,我們才感覺不到。

地球在宇宙中的運動速度是多少呢?

相對於不同的參照物,地球的速度是不一樣的,因此我們要描述地球在宇宙中的運動速度,首先就應該選擇一個合適的參照物,它應該普遍適用於宇宙中的所有天體。那麼這種神奇的參照物真的存在嗎?答案是肯定的,它就是大名鼎鼎的宇宙微波背景輻射。

宇宙微波背景輻射,是指一種充斥著整個宇宙的電磁輻射,它們是宇宙中「最古老的光」,並且在各個方向上都幾乎是一模一樣的,由於宇宙中所有的天體都在宇宙微波背景輻射中運動,因此它也就是最佳的參照物了。

科學家在觀測宇宙微波背景輻射時,發現在與地球運動方向相同的方向上,波長要稍微短一些(偏藍),反之則稍微長一些(偏紅),這種現象被稱為「偶極異向性現象」,它與觀測者的運動速度密切相關,速度越快,這種現象就越明顯。

根據這種現象,科學家在分析了大量的觀測資料之後,計算出了地球相對于宇宙微波背景輻射的速度約為360公里/秒,大概就是一天3100萬公里。

地球載著人類在宇宙中飛馳,一天3100萬公里,目的地是哪裡呢?

在銀河系的范圍內,地球只是在跟隨著太陽在銀河系裡轉圈圈,談不上有什麼目的地,但銀河系本身也在運動,所以我們應該把范圍擴大,看看銀河系在怎麼運動。

為方便討論,我們暫且將銀河系相對于宇宙微波背景輻射的運動速度設為「V銀」,將地球相對于宇宙微波背景輻射的速度設為「V地」,再將太陽當前的公轉速度設為「V太」。

既然地球跟隨著太陽一起圍繞著銀河系中心做公轉運動,而銀河系又在帶領著太陽做更巨觀的運動,那麼「V銀」其實就是「V地」和「V太」的疊加效果(地球圍繞太陽公轉的速度在這裡可忽略不計),具體怎麼疊加,要看這兩者的運動方向。

觀測資料表明,當前的「V地」和「V太」的運動方向幾乎完全相反,所以我們就可以簡單地認為:「V銀」=「V地」+「V太」。

已知「V地」為360公里/秒,「V太」為220公里/秒,據此可以得出,銀河系相對于宇宙微波背景輻射的運動速度為580公里/秒(大概就是一天5000萬公里,比地球的一天3100萬公里還要快),其方向與太陽當前的公轉方向相反。

注意,銀河系的這種運動就不是轉圈圈了,科學家發現,包括銀河系在內的數以百萬計的星系,都在向一個共同的目的地前進,科學家將其稱為「巨引源」(The Great Attractor)。

「巨引源」位於矩尺座和南三角座方向,距離我們1.5至2.5億光年,其引力至少相當於3億億個太陽所產生的引力,以至於附近數億光年內的眾多星系都被「巨引源」吸引,並不斷地向它接近。

由於「巨引源」剛好被銀河系的「銀盤」結構遮擋,研究起來很是困難,因此科學家暫時還不能確定「巨引源」到底是什麼,只能推測它可能是宇宙中的多個巨型結構形成的巨大引力源,但可以確定的是,「巨引源」正是銀河系正在前往的目的地,當然也就是地球的目的地了。

然而我們卻不必擔心地球在未來會掉進「巨引源」,這是因為宇宙一直在膨脹,並且宇宙中的兩個點距離越遠,膨脹速度就越快,這無疑會導致天體之間互相遠離,距離越遠,互相遠離的速度就越快。

研究表明,宇宙中兩個點之間的距離每增加326光年,它們互相遠離的速度就會增加67.80(±0.77)公里/秒,簡單計算一下就可以得出,在1.5億光年的距離上,這種速度就可以達到大約3350公里/秒。

意思就是說,銀河系正在以580公里/秒的速度向著「巨引源」前進,而宇宙的膨脹又使得銀河系與「巨引源」以至少3350公里/秒的速度互相遠離,如此一來,銀河系就只會離「巨引源」越來越遠,永遠到不了目的地,地球當然也就不會掉進「巨引源」了。

 

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