Kaip greitai mes judame per visatą?

2024 Autorius: Malcolm Clapton | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 04:04

Skaitydami šį straipsnį sėdite, stovite ar gulite ir nejaučiate, kad Žemė aplink savo ašį sukasi didžiuliu greičiu – ties pusiauju apie 1700 km/h. Tačiau sukimosi greitis neatrodo toks greitas paskaičiavus į km/s. Rezultatas 0,5 km/s – vos pastebimas radaro blyksnis, lyginant su kitais greičiais aplink mus.

Kaip ir kitos Saulės sistemos planetos, Žemė sukasi aplink saulę. O norėdamas išlikti savo orbitoje, jis juda 30 km/s greičiu. Venera ir Merkurijus, esantys arčiau Saulės, juda greičiau, Marsas, skriejantis už Žemės orbitos, juda daug lėčiau.

Bet net Saulė nestovi vienoje vietoje. Mūsų Paukščių Tako galaktika yra didžiulė, masyvi ir mobili! Visos žvaigždės, planetos, dujų debesys, dulkių dalelės, juodosios skylės, tamsioji medžiaga – viskas juda bendro masės centro atžvilgiu.

Pasak mokslininkų, Saulė yra 25 000 šviesmečių atstumu nuo mūsų galaktikos centro ir juda elipsės formos orbita, kas 220-250 milijonų metų padarydama visišką apsisukimą. Pasirodo, Saulės greitis yra apie 200-220 km/s, o tai šimtus kartų didesnis už Žemės judėjimo aplink ašį greitį ir dešimtis kartų didesnis už jos judėjimo aplink Saulę greitį. Taip atrodo mūsų saulės sistemos judėjimas.

Ar galaktika stovi? Vėlgi, ne. Milžiniški kosminiai objektai turi didelę masę, todėl sukuria stiprius gravitacinius laukus. Duokite Visatai šiek tiek laiko (o mes jį turėjome - apie 13,8 milijardo metų), ir viskas pradės judėti didžiausios traukos kryptimi. Štai kodėl Visata nėra vienalytė, bet susideda iš galaktikų ir galaktikų grupių.

Ką tai reiškia mums?

Tai reiškia, kad Paukščių Taką link savęs traukia kitos netoliese esančios galaktikos ir galaktikų grupės. Tai reiškia, kad šiame procese dominuoja masyvūs objektai. O tai reiškia, kad ne tik mūsų galaktika, bet ir visi aplinkiniai yra veikiami šių „traktorių“. Vis labiau artėjame prie supratimo, kas su mumis vyksta kosminėje erdvėje, tačiau mums vis dar trūksta faktų, pavyzdžiui:

• kokios buvo pradinės sąlygos, kuriomis gimė visata;
• kaip įvairios masės galaktikoje juda ir keičiasi laikui bėgant;
• kaip susiformavo Paukščių Takas ir aplinkinės galaktikos bei spiečiai;
• ir kaip tai vyksta dabar.

Tačiau yra gudrybė, padedanti mums tai išsiaiškinti.

Visata užpildyta 2,725 K temperatūros reliktine spinduliuote, kuri buvo išsaugota nuo Didžiojo sprogimo laikų. Kai kuriose vietose yra nedideli nukrypimai – apie 100 μK, tačiau bendras temperatūros fonas yra pastovus.

Taip yra todėl, kad prieš 13,8 milijardo metų įvykusio Didžiojo sprogimo Visata susiformavo ir vis dar plečiasi bei vėsta.

Praėjus 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, visata atvėso iki tokios temperatūros, kad tapo įmanoma susidaryti vandenilio atomams. Prieš tai fotonai nuolat sąveikavo su likusiomis plazmos dalelėmis: susidūrė su jomis ir apsikeitė energija. Visatai vėsstant įkrautų dalelių mažėja, tarpas tarp jų didėja. Fotonai galėjo laisvai judėti erdvėje. Reliktinė spinduliuotė yra fotonai, kuriuos plazma išskleidė būsimos Žemės vietos link, tačiau išvengė sklaidos, nes rekombinacija jau prasidėjo. Žemę jie pasiekia per visatos erdvę, kuri ir toliau plečiasi.

Jūs pats galite „matyti“šią spinduliuotę. Trikdžiai, atsirandantys tuščiame televizijos kanale naudojant paprastą anteną, pavyzdžiui, kiškio ausis, yra 1% dėl reliktinės spinduliuotės.

Ir vis dėlto reliktinio fono temperatūra nėra vienoda visomis kryptimis. Remiantis Plancko misijos tyrimų rezultatais, priešinguose dangaus sferos pusrutuliuose temperatūra šiek tiek skiriasi: dangaus regionuose į pietus nuo ekliptikos ji yra šiek tiek aukštesnė - apie 2 728 K, o kitoje pusėje - žemesnė. apie 2 722 tūkst.

Šis skirtumas yra beveik 100 kartų didesnis nei kiti stebimi CMB temperatūros svyravimai, ir tai yra klaidinanti. Kodėl taip atsitinka? Atsakymas akivaizdus – šis skirtumas atsiranda ne dėl CMB svyravimų, jis atsiranda dėl to, kad yra judėjimas!

Kai artėjate prie šviesos šaltinio arba jis artėja prie jūsų, šaltinio spektro spektro linijos pasislenka trumpųjų bangų link (violetinis poslinkis), kai tolstate nuo jo arba jis nuo jūsų – spektrinės linijos pasislenka link ilgų bangų (raudonasis poslinkis).).

Reliktinė spinduliuotė negali būti daugiau ar mažiau energinga, vadinasi, judame erdvėje. Doplerio efektas padeda nustatyti, kad mūsų saulės sistema juda reliktinės spinduliuotės atžvilgiu 368 ± 2 km/s greičiu, o vietinė galaktikų grupė, įskaitant Paukščių Taką, Andromedos galaktiką ir Trikampio galaktiką, juda 627 ± 22 km/s greitis, palyginti su reliktine spinduliuote. Tai yra vadinamieji ypatingi galaktikų greičiai, kurie siekia kelis šimtus km/s. Be jų, yra ir kosmologiniai greičiai, atsirandantys dėl Visatos plėtimosi ir apskaičiuoti pagal Hablo dėsnį.

Dėl Didžiojo sprogimo likusios spinduliuotės galime pastebėti, kad visatoje viskas nuolat juda ir keičiasi. Ir mūsų galaktika yra tik šio proceso dalis.