|
Как быстро Земля мчится через Вселенную
|
|
|
|
Пока вы читаете эти строки, вероятнее всего, вы сидите и считаете себя неподвижным. Но мы-то знаем, что на космическом уровне мы постоянно движемся. Земля вращается вокруг своей оси, пронося нас через космос на скорости 1700 км/ч, если измерять, находясь на экваторе. Но это не так-то много, если перевести скорость в км/с. Земля вращается вокруг оси со скоростью 0,5 км/с, что не так-то и много, если сравнить с нашими другими способами перемещения.
|
|
|
|
Как и все планеты в нашей Солнечной системе, Земля вращается вокруг Солнца намного быстрее, чем вокруг своей оси. Чтобы поддерживать нас на стабильной орбите, Земля должна двигаться со скоростью порядка 30 км/с. Внутренние планеты — Меркурий и Венера — движутся быстрее, а внешние миры — Марс и другие — движутся медленнее. Так было в прошлом и будет в будущем, еще много-много лет.
|
 |
|
Но даже Солнце нельзя назвать неподвижным. Наша галактика Млечный Путь огромна, массивна и, что самое важное, пребывает в постоянном движении. Все звезды, планеты, газовые облака, песчинки и пылинки, черные дыры, темная материя и все остальное движется внутри галактики. Каждая частица материи и энергии вносит свой вклад в это движение и зависит от общей силы тяжести.
|
|
|
|
С нашей точки зрения, в 25 000 световых годах от центра галактики, Солнце движется по эллипсу, совершая полный оборот раз в 220-250 миллионов лет. Считается, что скорость Солнца во время этого путешествия составляет порядка 200-220 км/с, что довольно много, если сравнивать со скоростью вращения Земли и других планет вокруг Солнца. Тем не менее мы можем собрать все эти движения вместе и рассчитать наше движение через галактику.
|
|
|
|
Но неподвижна ли наша галактика сама по себе? Конечно, нет. Видите ли, в космосе постоянно присутствует сила притяжения массивных (и энергичных) объектов, с которой приходится считаться, и гравитация приводит к ускорению всех масс. Дайте нашей Вселенной достаточно времени — а у нас было 13,8 миллиарда лет — и все будет двигаться, дрейфовать и плыть в направлении наибольшего гравитационного притяжения. Вот так мы перешли от однородной Вселенной к клочковатой, сбитой в кластеры, богатой галактиками Вселенной в относительно короткие сроки.
|
|
|
|
Такова космическая история образования структур в нашей расширяющейся Вселенной. Что она означает для нас? Что Млечный Путь притягивается всеми другими галактиками, группами и скоплениями в наших окрестностях. Это означает, что самые близкие, самые массивные объекты на протяжении всей космической истории будут управлять нашим движением. И это означает, что не только наша галактика, но и все близлежащие галактики «собьются в поток» из-за этой гравитационной силы. Ученые составляют все более точную карту этого процесса, и мы постепенно приходим к пониманию нашего космического движения через космос.
|
|
|
|
Но пока мы полностью не поймем, как Вселенная на нас влияет, а именно:
|
|
|
|
полный набор начальных условий, в которых родилась Вселенная;
|
|
как каждая отдельная масса двигалась и развивалась со временем;
|
|
как сформировались Млечный Путь и все сопряженные галактики, группы и кластеры;
|
|
как все это происходило в каждой точке космической истории до текущего момента;
|
|
|
|
мы не сможем понять наше космическое движение по-настоящему. И уж точно без следующего трюка.
|
|
|
|
Куда мы ни посмотрим в космос, мы видим это: радиационный фон в 2,725 К, который остался от Большого Взрыва. В разных регионах встречаются крошечные несоответствия — на порядок в несколько сотен микрокельвинов или около того — но куда мы ни посмотрим (за исключением закрытой плоскости галактики, которую мы увидеть не можем), мы видим одну и ту же температуру: 2,725 К.
|
|
|
|
Причина этому в том, что Большой Взрыв произошел сразу везде в космосе, 13,8 миллиарда лет назад, и с тех пор Вселенная расширяется и остывает.
|
|
|
|
Во всех направлениях, когда мы смотрим на космос, мы видим одно и то же послесвечение события, когда нейтральные атомы сформировались впервые. До этого времени — 380 000 лет после Большого Взрыва — было слишком горячо, чтобы атомы могли сформироваться, поскольку фотонные столкновения мгновенно разбивали бы их на части, ионизируя их компоненты. Но по мере того, как Вселенная расширилась, а свет прошел через красное смещение (и потерял энергию), стало достаточно холодно, чтобы эти атомы могли образоваться.
|
|
|
|
И когда это произошло, фотоны, путешествующие беспрепятственно, наконец начали врезаться во что-то. Их осталось так много — больше 400 на кубический сантиметр — что мы с легкостью можем их измерить. Даже ваши антенны на старых телевизорах улавливали космический микроволновый фон. Порядка 1% серого шума, этого мельтешения серо-белых пикселей, на телеэкране — это послесвечение Большого Взрыва. И если убрать в стороны микрокельвины расхождений, оно равномерное по всем направлениям.
|
|
|
|
И все же мы не видим совершенно равномерного фона в 2,725 К, куда ни глянь. Имеются небольшие отличия от одной области неба к другой. Одна «сторона» кажется горячее, а другая кажется холоднее.
|
|
|
|
«Горячая» сторона — это 2,728 К, а «холодная» — порядка 2,722 К. Такой большой перепад превосходит все остальные в 100 раз и легко может озадачить. Почему флуктуации в таких масштабах такие большие, если сравнивать с остальными?
|
|
|
|
Разгадка в том, что это не флуктуация микроволнового фона.
|
|
|
|
Подумайте, что еще может заставить свет — а реликтовое излучение это просто свет — быть горячее (или более энергичным) в одном направлении и холоднее (или менее энергичным) в другом? Движение.
|
|
|
|
|
|
Когда вы движетесь в сторону источника света (или он движется по направлению к вам), свет смещается в сторону более высоких энергий (синее или фиолетовое смещение); когда вы удаляетесь от источника света, он смещается в сторону более низких энергий (красное смещение).
|
|
|
|
|
|
Происходящее с микроволновым фоном связано не с энергиями самого фона, а с нашим движением через космос. Из этого эффекта послесвечения Большого Взрыва мы можем выяснить, что Солнечная система движется относительно реликтового излучения на скорости 368 ± 2 км/с, и что вся местная группа — Солнце, Млечный Путь, Андромеда и остальные — движется на скорости 627 ± 22 км/с относительно реликтового излучения. Неточность этого значения обусловлена неопределенность касательно движения Солнца вокруг галактического центра, это самый сложный компонент для измерения.
|
|
|
|
Благодаря послесвечению Большого Взрыва мы не только знаем, что не находимся в особенном и привилегированном месте во Вселенной, но даже не неподвижны относительно главного события в нашем общем космическом прошлом. Мы движемся. И движение — это жизнь.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/space/kak-bystro-zemlya-mchitsya-cherez-vselennuyu.html
|
