Колко бързо се движим във Вселената?

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 03:47

Вие седите, стоите или лежите, докато четете тази статия и не усещате, че Земята се върти около оста си с главоломна скорост - около 1700 км/ч по екватора. Скоростта на въртене обаче не изглежда толкова бърза, когато се преобразува в km / s. Резултатът е 0,5 km/s - едва забележима светкавица на радара, в сравнение с други скорости около нас.

Точно както другите планети в Слънчевата система, Земята се върти около Слънцето. И за да остане в орбитата си, той се движи със скорост 30 km/s. Венера и Меркурий, които са по-близо до Слънцето, се движат по-бързо, Марс, който орбитира извън орбитата на Земята, се движи много по-бавно от него.

Но дори Слънцето не стои на едно място. Нашата галактика Млечен път е огромна, масивна и също подвижна! Всички звезди, планети, газови облаци, прахови частици, черни дупки, тъмна материя - всички се движат спрямо общия център на масата.

Според учените Слънцето се намира на разстояние 25 000 светлинни години от центъра на нашата галактика и се движи по елиптична орбита, правейки пълен оборот на всеки 220-250 милиона години. Оказва се, че скоростта на Слънцето е около 200-220 km/s, което е стотици пъти по-високо от скоростта на движение на Земята около оста и десетки пъти по-висока от скоростта на нейното движение около Слънцето. Ето как изглежда движението на нашата слънчева система.

Неподвижна ли е галактиката? Отново не. Гигантските космически обекти имат голяма маса и следователно създават силни гравитационни полета. Дайте на Вселената малко време (а ние го имахме - около 13,8 милиарда години) и всичко ще започне да се движи в посока на най-голямо привличане. Ето защо Вселената не е хомогенна, а се състои от галактики и групи от галактики.

Какво означава това за нас?

Това означава, че Млечният път се тегли към себе си от други галактики и галактически групи в близост. Това означава, че масивни обекти доминират в този процес. А това означава, че не само нашата галактика, но и всички около нас са повлияни от тези "трактори". Все по-близо сме до разбирането на това, което ни се случва в космоса, но все още ни липсват факти, например:

• какви са били първоначалните условия, при които се е родила Вселената;
• как различните маси в галактиката се движат и променят във времето;
• как са се образували Млечният път и околните галактики и купове;
• и как се случва сега.

Има обаче трик, който да ни помогне да го разберем.

Вселената е изпълнена с реликтово излъчване с температура 2,725 К, което е запазено от времето на Големия взрив. На места има малки отклонения - около 100 μK, но общият температурен фон е постоянен.

Това е така, защото Вселената се е образувала в резултат на Големия взрив преди 13,8 милиарда години и все още се разширява и охлажда.

380 000 години след Големия взрив Вселената се охлажда до такава температура, че образуването на водородни атоми става възможно. Преди това фотоните постоянно взаимодействаха с останалите частици на плазмата: те се сблъскаха с тях и обменяха енергия. С охлаждането на Вселената има по-малко заредени частици и пространството между тях е по-голямо. Фотоните можеха да се движат свободно в пространството. Реликтовото лъчение са фотоните, които са били излъчени от плазмата към бъдещото местоположение на Земята, но са избегнали разсейването, тъй като рекомбинацията вече е започнала. Те достигат до Земята през пространството на Вселената, което продължава да се разширява.

Вие сами можете да "видите" това излъчване. Смущенията, които възникват на празен телевизионен канал при използване на обикновена антена като заешки уши, са 1% поради реликтно излъчване.

И все пак температурата на реликтния фон не е еднаква във всички посоки. Според резултатите от проучванията на мисията Planck температурата е малко по-различна в противоположните полукълба на небесната сфера: тя е малко по-висока в небесните региони на юг от еклиптиката - около 2, 728 K, и по-ниска в другата половина - около 2 722 K.

Тази разлика е почти 100 пъти по-голяма от останалите наблюдавани температурни колебания на CMB и това е подвеждащо. Защо се случва? Отговорът е очевиден - тази разлика не се дължи на флуктуации в CMB, тя се появява, защото има движение!

Когато се приближите до източник на светлина или той се приближи до вас, спектралните линии в спектъра на източника се изместват към къси вълни (виолетово изместване), когато се отдалечите от него или той от вас - спектралните линии се изместват към дълги вълни (червено изместване).

Реликтовото излъчване не може да бъде повече или по-малко енергично, което означава, че се движим в космоса. Ефектът на Доплер помага да се определи, че нашата слънчева система се движи спрямо реликтовата радиация със скорост от 368 ± 2 km / s, а локалната група галактики, включително Млечния път, галактиката Андромеда и галактиката Триъгълник, се движи с скорост от 627 ± 22 km / s спрямо реликтовата радиация. Това са така наречените особени скорости на галактиките, които възлизат на няколкостотин км/сек. Освен тях има и космологични скорости, дължащи се на разширяването на Вселената и изчислени по закона на Хъбъл.

Благодарение на остатъчната радиация от Големия взрив можем да наблюдаваме, че всичко във Вселената непрекъснато се движи и променя. И нашата галактика е само част от този процес.