每秒360公里,地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺

地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺

地球是太陽系中的一顆行星,它每時每刻都在圍繞著太陽公轉,其速度大約為每秒30公里,通常情況下,我們都認為太陽系的執行狀態是這樣的。

每秒360公里,地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺

不過實際情況卻並非如此,因為太陽在宇宙中並不是一動也不動,實際上太陽一直帶領著太陽系中的眾多天體,以大約每秒217公里的速度圍繞著銀河系的中心公轉,所以太陽系的實際執行狀態應該是這樣的。

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也就是說,如果以銀河系中心為參照物,那麼地球的執行速度就應該疊加上太陽公轉的速度。

然而這還沒完,因為銀河系本身也是在運動的,科學家告訴我們,銀河系帶領著太陽一直在圍繞著本星系群的引力中心公轉,並且還在以大約每秒110公里的速度與仙女座星系接近,按照這樣的速度,預計在大約40億年之後,這兩大星系就會合併成一個星系。

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因此可以說,地球其實一直在宇宙空間中高速運動,不過由於我們一直都在隨著地球一起運動,並且又在宇宙中又找不到合適的參照物來感受地球的運動,因此儘管地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺。那麼我們應該選擇哪種參照物來描述地球在穿越宇宙空間時的速度呢?我們接著看。

科學家發現,地球正在以每秒360公里的速度穿越宇宙空間

每秒360公里,地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺

宇宙在形成初期有一個時間段處於等離子體狀態,我們可以將其想象為一碗充斥著質子、中子、電子以及光子的“濃湯”,由於“濃湯”中的光子不斷地遭到自由電子的密集影響(湯姆孫散射),光子不能自由地傳播(平均自由程極短),因此這段時期的宇宙可以說是“一片黑暗”。

隨著宇宙的膨脹程序,宇宙的溫度和密度也在逐漸下降,當溫度下降到3000K的時候,“濃湯”中的自由電子就開始不斷地與質子結合形成原子,在這種情況下,“濃湯”中的光子才得以自由傳播,它們也被稱為“宇宙中最早的光”。

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在經過了漫長的歲月後,這類光子早已因為宇宙膨脹而變成了微波,而由於光速的限制,因此直到現在我們仍然可以接收到它們。因為這類光子可以來自於宇宙中的任意一點,所以我們從各個方向接收到的這種微波輻射都是一樣的(各向同性),這就是大家經常聽到的“微波背景輻射”。

我們可以將其想象為一片由微波構成的“海洋”,宇宙中的所有天體都在其中運動,很顯然,這片“海洋”本身就是一個非常好的參照物,由此可見,當我們需要描述地球在穿越宇宙空間時的速度時,最好的參照物就是“微波背景輻射”。

雖然“微波背景輻射”是各向同性,但是地球在宇宙空間中的運動,會對我們在不同的方向上觀測“微波背景輻射”造成影響,從而產生一些差異,所以我們只需要對這種差異進行分析,就可以計算出地球在穿越宇宙空間時的速度。

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科學家發現,在觀測到的“微波背景輻射”中,宇宙的一側的波長總是比另一側的稍長,具體表現在與地球運動方向相同的方向“偏藍”,而相反的方向則“偏紅”,而這正是因為地球的運動所造成的。這被稱為“偶極異向性現象”,通過對這種現象的觀測和分析,科學家計算出了地球相對於“微波背景輻射”的速度大約為每秒360公里。

銀河系穿越宇宙空間的速度更快

太陽正帶領著地球圍繞著銀河的中心做公轉運動,這種運動肯定也是有方向的,有意思的是,觀測資料顯示,目前太陽公轉的運動方向與地球相對於“微波背景輻射”的運動方向幾乎是完全相反的。

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這就意味著,相對於“微波背景輻射”而言,銀河系正在帶領太陽向著與太陽目前公轉運動方向相反的運動,並且這個速度比太陽公轉的速度更快。

為了方便理解,我們不妨將銀河系想象成一列正在運動的火車,將太陽想象成一個在這列火車上運動的人,再將“微波背景輻射”想象成地面。現在已知這個人相對於火車的運動速度“V1”為每秒217公里,方向為從右到左,而這個人相對於地面的速度“V2”為每秒360公里,方向為從左到右。

那麼火車相對於地面是怎麼運動的呢?其實這是一道簡單的物理題,我們只需要將“V1”和“V2”反向疊加,就可以得出,這列火車的運動方向是從左到右,速度為每秒577公里。

簡單總結一下

綜上所述,相對於“微波背景輻射”,太陽正帶領著地球在宇宙空間中運動,而銀河系又帶領著太陽向著相反的方向以更高的速度運動,其最終結果就是,地球正在以每秒360公里的速度穿越宇宙空間,其運動方向與銀河系相同,當然了,我們對此是毫無感覺的。

每秒360公里,地球正在高速穿越宇宙空間,而我們卻毫無感覺

值得一提的是,由於太陽的公轉實質上就是圍著銀河系轉圈,因此在不同的時間段裡,太陽相對於“微波背景輻射”的速度其實是不同的。除此之外,地球又一直在圍繞著太陽公轉,並且其公轉平面(黃道面)與銀河系的平面(銀道面)還有一個大約60度的夾角,這也會造成一些細微的差異。

當我們在地球上享受歲月靜好的時候,地球卻載著我們在宇宙空間中“飛馳”,宇宙就是這麼奇妙,不是嗎?


好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見。

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