Hur snabbt rör vi oss genom universum?

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Du sitter, står eller ligger medan du läser den här artikeln och känner inte att jorden roterar runt sin axel i en rasande hastighet - cirka 1 700 km/h vid ekvatorn. Rotationshastigheten verkar dock inte så hög omräknat till km/s. Resultatet är 0,5 km/s - en knappt märkbar blixt på radarn, jämfört med andra hastigheter runt omkring oss.

Precis som andra planeter i solsystemet kretsar jorden runt solen. Och för att hålla sig i sin bana rör den sig med en hastighet av 30 km/s. Venus och Merkurius, som är närmare solen, rör sig snabbare, Mars, som kretsar utanför jordens bana, rör sig mycket långsammare än den.

Men inte ens solen står på ett ställe. Vår Vintergatans galax är enorm, massiv och även mobil! Alla stjärnor, planeter, gasmoln, dammpartiklar, svarta hål, mörk materia – allt rör sig i förhållande till det gemensamma masscentrumet.

Enligt forskare är solen belägen på ett avstånd av 25 000 ljusår från mitten av vår galax och rör sig i en elliptisk bana och gör ett helt varv vart 220-250 miljoner år. Det visar sig att solens hastighet är cirka 200-220 km/s, vilket är hundratals gånger högre än hastigheten för jordens rörelse runt axeln och tiotals gånger högre än hastigheten för dess rörelse runt solen. Så här ser rörelsen i vårt solsystem ut.

Är galaxen stationär? Återigen, nej. Jätte rymdobjekt har en stor massa och skapar därför starka gravitationsfält. Ge universum lite tid (och vi hade det - cirka 13,8 miljarder år), och allt kommer att börja röra sig i riktning mot den största attraktionen. Det är därför universum inte är homogent, utan består av galaxer och grupper av galaxer.

Vad betyder detta för oss?

Det betyder att Vintergatan dras mot sig själv av andra galaxer och galaxgrupper i närheten. Detta innebär att massiva föremål dominerar denna process. Och detta betyder att inte bara vår galax, utan alla de omkring oss påverkas av dessa "traktorer". Vi kommer allt närmare att förstå vad som händer med oss i yttre rymden, men vi saknar fortfarande fakta, till exempel:

• vilka var de initiala förutsättningarna under vilka universum föddes;
• hur de olika massorna i galaxen rör sig och förändras över tiden;
• hur Vintergatan och omgivande galaxer och kluster bildades;
• och hur det går till nu.

Det finns dock ett knep som hjälper oss att ta reda på det.

Universum är fyllt med relikstrålning med en temperatur på 2,725 K, som har bevarats sedan tiden för Big Bang. På vissa ställen finns det små avvikelser - cirka 100 μK, men den övergripande temperaturbakgrunden är konstant.

Detta beror på att universum bildades som ett resultat av Big Bang för 13,8 miljarder år sedan och fortfarande expanderar och svalnar.

380 000 år efter Big Bang kyldes universum till en sådan temperatur att bildningen av väteatomer blev möjlig. Innan dess interagerade fotoner ständigt med resten av plasmapartiklarna: de kolliderade med dem och utbytte energi. När universum svalnar blir det färre laddade partiklar och utrymmet mellan dem är större. Fotonerna kunde röra sig fritt i rymden. Relikstrålningen är de fotoner som emitterades av plasman mot jordens framtida plats, men som undgick spridning, eftersom rekombinationen redan har börjat. De når jorden genom universums rymd, som fortsätter att expandera.

Du kan själv "se" denna strålning. Störningar som uppstår på en tom TV-kanal när man använder en enkel antenn som haröron är 1 % på grund av relikstrålning.

Och ändå är temperaturen på reliktbakgrunden inte densamma i alla riktningar. Enligt resultaten från Planck-uppdragsstudierna är temperaturen något annorlunda i de motsatta hemisfärerna av himlaklotet: den är något högre i himmelregionerna söder om ekliptikan - cirka 2 728 K och lägre i den andra halvan - cirka 2 722 K.

Denna skillnad är nästan 100 gånger större än resten av de observerade CMB-temperaturfluktuationerna, och detta är missvisande. Varför händer det? Svaret är uppenbart - denna skillnad beror inte på fluktuationer i CMB, det verkar för att det finns rörelse!

När du närmar dig en ljuskälla eller när den närmar dig dig förskjuts spektrallinjerna i källans spektrum mot korta vågor (violett skiftning), när du rör dig bort från honom eller han från dig - skiftas spektrallinjerna mot långa vågor (rödförskjutning)).

Relikstrålningen kan inte vara mer eller mindre energisk, vilket innebär att vi rör oss genom rymden. Dopplereffekten hjälper till att avgöra att vårt solsystem rör sig i förhållande till relikstrålningen med en hastighet av 368 ± 2 km/s, och den lokala gruppen av galaxer, inklusive Vintergatan, Andromedagalaxen och Triangulumgalaxen, rör sig med en hastighet på 627 ± 22 km/s i förhållande till relikstrålningen. Dessa är galaxernas så kallade märkliga hastigheter, som uppgår till flera hundra km/s. Utöver dem finns det också kosmologiska hastigheter på grund av universums expansion och beräknade enligt Hubble-lagen.

Tack vare reststrålningen från Big Bang kan vi observera att allt i universum hela tiden rör sig och förändras. Och vår galax är bara en del av denna process.