Cik ātri mēs pārvietojamies pa Visumu?

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Jūs, lasot šo rakstu, sēžat, stāvat vai guļat un nejūtat, ka Zeme ap savu asi griežas milzīgā ātrumā – aptuveni 1700 km/h pie ekvatora. Tomēr rotācijas ātrums nešķiet tik ātrs, pārrēķinot uz km / s. Rezultāts ir 0,5 km/s – radara tikko manāms uzplaiksnījums, salīdzinot ar citiem ātrumiem mums apkārt.

Tāpat kā citas Saules sistēmas planētas, Zeme griežas ap sauli. Un, lai noturētos savā orbītā, tas pārvietojas ar ātrumu 30 km/s. Venera un Merkurs, kas atrodas tuvāk Saulei, pārvietojas ātrāk, Marss, kas riņķo ārpus Zemes orbītas, kustas daudz lēnāk par to.

Bet pat Saule nestāv vienā vietā. Mūsu Piena Ceļa galaktika ir milzīga, masīva un arī mobila! Visas zvaigznes, planētas, gāzes mākoņi, putekļu daļiņas, melnie caurumi, tumšā viela - tie visi pārvietojas attiecībā pret kopējo masas centru.

Pēc zinātnieku domām, Saule atrodas 25 000 gaismas gadu attālumā no mūsu galaktikas centra un pārvietojas pa eliptisku orbītu, veicot pilnīgu apgriezienu ik pēc 220-250 miljoniem gadu. Izrādās, ka Saules ātrums ir aptuveni 200-220 km/s, kas ir simtiem reižu lielāks par Zemes kustības ātrumu ap asi un desmitiem reižu par tās kustības ātrumu ap Sauli. Šādi izskatās mūsu Saules sistēmas kustība.

Vai galaktika ir nekustīga? Atkal, nē. Milzu kosmosa objektiem ir liela masa, un tāpēc tie rada spēcīgus gravitācijas laukus. Dodiet Visumam nedaudz laika (un mums tas bija - apmēram 13,8 miljardus gadu), un viss sāks virzīties lielākās pievilcības virzienā. Tāpēc Visums nav viendabīgs, bet sastāv no galaktikām un galaktiku grupām.

Ko tas mums nozīmē?

Tas nozīmē, ka Piena Ceļu uz sevi velk citas tuvumā esošās galaktikas un galaktiku grupas. Tas nozīmē, ka šajā procesā dominē masīvi objekti. Un tas nozīmē, ka no šiem "traktoriem" ietekmē ne tikai mūsu galaktika, bet arī visi apkārtējie. Tuvojamies izpratnei par to, kas ar mums notiek kosmosā, taču mums joprojām trūkst faktu, piemēram:

• kādi bija sākotnējie apstākļi, kādos Visums dzima;
• kā dažādas masas galaktikā pārvietojas un mainās laika gaitā;
• kā veidojās Piena ceļš un apkārtējās galaktikas un kopas;
• un kā tas notiek tagad.

Tomēr ir kāds triks, kas palīdz mums to izdomāt.

Visumu piepilda relikts starojums ar temperatūru 2,725 K, kas ir saglabājies kopš Lielā sprādziena laikiem. Vietām ir nelielas novirzes - ap 100 μK, bet kopējais temperatūras fons ir nemainīgs.

Tas ir tāpēc, ka Visums radās Lielā sprādziena rezultātā pirms 13,8 miljardiem gadu un joprojām paplašinās un atdziest.

380 000 gadu pēc Lielā sprādziena Visums atdzisa līdz tādai temperatūrai, ka kļuva iespējama ūdeņraža atomu veidošanās. Pirms tam fotoni pastāvīgi mijiedarbojās ar pārējām plazmas daļiņām: tie sadūrās ar tām un apmainījās ar enerģiju. Visumam atdziestot, tajā ir mazāk lādētu daļiņu, un atstarpe starp tām ir lielāka. Fotoni varēja brīvi pārvietoties kosmosā. Reliktais starojums ir fotoni, kurus plazma izstaroja uz turpmāko Zemes atrašanās vietu, bet izvairījās no izkliedes, jo rekombinācija jau ir sākusies. Viņi sasniedz Zemi caur Visuma telpu, kas turpina paplašināties.

Jūs pats varat "redzēt" šo starojumu. Traucējumi, kas rodas tukšā televīzijas kanālā, izmantojot vienkāršu antenu, piemēram, zaķa ausis, ir 1% reliktā starojuma dēļ.

Un tomēr reliktu fona temperatūra nav vienāda visos virzienos. Saskaņā ar Planka misijas pētījumu rezultātiem debess sfēras pretējās puslodēs temperatūra nedaudz atšķiras: debesu reģionos uz dienvidiem no ekliptikas tā ir nedaudz augstāka - aptuveni 2728 K, bet otrajā pusē - zemāka. apmēram 2 722 K.

Šī atšķirība ir gandrīz 100 reižu lielāka nekā pārējās novērotās CMB temperatūras svārstības, un tas ir maldinoši. Kāpēc tā notiek? Atbilde ir acīmredzama - šī atšķirība nav saistīta ar CMB svārstībām, tā parādās tāpēc, ka ir kustība!

Tuvojoties gaismas avotam vai tas tuvojas jums, spektra līnijas avota spektrā tiek nobīdītas uz īsiem viļņiem (violets nobīde), kad jūs attālināsit no viņa vai viņš no jums - spektrālās līnijas tiek nobīdītas uz gariem viļņiem (sarkanā nobīde).).

Relikvijas starojums nevar būt vairāk vai mazāk enerģisks, kas nozīmē, ka mēs pārvietojamies pa kosmosu. Doplera efekts palīdz noteikt, ka mūsu Saules sistēma attiecībā pret relikto starojumu pārvietojas ar ātrumu 368 ± 2 km/s, un lokālā galaktiku grupa, tostarp Piena ceļš, Andromedas galaktika un Triangula galaktika, pārvietojas plkst. ātrums 627 ± 22 km/s attiecībā pret relikto starojumu. Tie ir tā sauktie īpatnējie galaktiku ātrumi, kas sasniedz vairākus simtus km/s. Papildus tiem ir arī kosmoloģiskie ātrumi, kas saistīti ar Visuma izplešanos un aprēķināti saskaņā ar Habla likumu.

Pateicoties Lielā sprādziena atlikušajam starojumam, mēs varam novērot, ka Visumā viss nepārtraukti pārvietojas un mainās. Un mūsu galaktika ir tikai daļa no šī procesa.