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我们在宇宙中飞行的速度有多快?

2024-01-08科学

如果现在,在阅读本内容时,您没有去任何地方,那么您的速度为零。然而,这并不完全正确。无论你在某一特定的时间里做什么,你仍然在以惊人的速度移动。我们都与地球一起飞越宇宙空间。准确的速度是多少,我们无法明确回答,因为这取决于我们选择的起点。

移动中的平静

地球绕其轴旋转。它还围绕太阳旋转,太阳又围绕银河系中心旋转,而银河系正以极快的速度飞向仙女座星系……让我们从为什么我们感觉不到所有这些太空物体正在全速载着我们去某个地方太空的黑暗。牛顿在他的第二定律中解释了这一点,其中质量乘以加速度产生力。

所以我们的身体就是这个方程的质量。就地球而言,没有力作用在我们的身体上,因此它们的加速度为零,这意味着我们处于静止状态。我们以与地球相同的速度移动(即与它一起),并且相对于其参考系,我们完全静止。例如,为什么我们在乘坐旋转木马时会感觉到速度呢?答案是我们实际体验到的是加速度,而不是速度。旋转木马的移动速度不同,它要么加速,要么减速。但地球不会这样做。

可以说,它的旋转速度始终是恒定的。是的,我们的星球正在经历一些放缓。3.5亿年前,它的自转速度更快,一天有23个小时。月球会稍微减慢它的速度(每天千分之二秒)。然而,这种放缓是如此之小和微不足道,以至于我们感觉不到它对自己的影响。

超音速运动

一般来说,会出现一种矛盾的情况:在静止状态下,我们仍然以一定的速度与地球一起移动。而这个速度,取决于我们在世界上的哪个地方,是完全不同的。由于地球是圆的,并且首先(对我们来说)绕地轴旋转,两极物体的旋转速度并不那么高,因为在 24 小时内它们描述了最小的圆。不难猜测,每天最大的圆圈是赤道居民所描述的。它们以音速移动 - 1670 公里/小时!向我们报告的速度要小得多 - 0.5 公里/秒(小于光速的 0.001%)。

就速度而言,地球的其他运动更为重要。在绕太阳运行的轨道上,我们的星球飞得更快。该轨道的半径为1.5亿公里。沿着它的运动速度超过音速87倍。为了在这条路径上保持稳定,我们必须以 30 公里/秒的速度不断向右移动。一般来说,行星距离太阳越远,其轨道越长,飞行速度越慢。所有在太阳系平面内旋转的行星都被迫改变其运动方向。因此,每隔 365 天,地球就会几乎回到其运动的起点。

我们的地球和太阳系的所有居民与太阳一起绕着银河系中心运动。我们距它25,000光年。太阳沿椭圆形自转,每 220-2.5 亿年旋转一圈。假设其速度为 79.2 万公里/小时(220 公里/秒)。这是很多了;以这个速度,你可以在三分钟内绕地球飞行一圈。同时,地球绕地轴和太阳的旋转相对于我们恒星绕银河系的运动平面是倾斜的。

引力斥力

银河系也不是静态的,因为引力迫使所有超致密物质团块相互吸引,并且在密度较低的地方根本不起作用。而我们的星系正急忙以46.8万公里/小时(130公里/秒)的速度与最近的仙女座星系合并。银河系和仙女座星系是更大天体室女座星团的一部分。不难猜测,重力正在驱使它走向一个同样大的物体。不久前,随着新的、强大的仪器的出现,以及我们的宇宙仍然不是均匀的,甚至巨大的星系结构也有相对速度的认识,我们可以确定它以什么速度进行。1987年,包括银河系在内的本地群的速度经计算为216万公里/小时(600公里/秒)。

我们的地球甚至受到看似最遥远的物质团块的引力影响。它们吸引着我们,遥远的星系和星系团也是如此。这种情况显然给地球带来了 300 公里/秒的额外加速度,但方向与所有其他速度不同。此外,最近还发现了宇宙空洞引力斥力的重要效应。

实际上,物质数量低于平均水平的区域会排斥,而密度较大的物质会吸引。在我们的宇宙中,在与最近的超密度区域相反的方向上,存在着一个密度低于平均水平的巨大空洞。我们位于这两个区域之间,因此吸引力和排斥力相加,各自对速度的贡献约为 300 公里/秒,这意味着总速度接近 600 公里/秒。如果我们把地球的所有运动加起来,我们会发现它正在以360公里/秒的速度向某个方向运动。这证实了宇宙微波背景辐射,这种辐射在行星运动的方向上表现得最好,而在相反的方向上减弱。