Как быстро Земля мчится через Вселенную?

7 частей

Пока вы читаете эти строки, вероятнее всего, вы сидите и считаете себя неподвижным. Но мы-то знаем, что на космическом уровне мы постоянно движемся. Земля вращается вокруг своей оси, пронося нас через космос на скорости 1700 км/ч, если измерять, находясь на экваторе. Но это не так-то много, если перевести скорость в км/с. Земля вращается вокруг оси со скоростью 0,5 км/с, что не так-то и много, если сравнить с нашими другими способами перемещения.

Как и все планеты в нашей Солнечной системе, Земля вращается вокруг Солнца намного быстрее, чем вокруг своей оси. Чтобы поддерживать нас на стабильной орбите, Земля должна двигаться со скоростью порядка 30 км/с. Внутренние планеты — Меркурий и Венера — движутся быстрее, а внешние миры — Марс и другие — движутся медленнее. Так было в прошлом и будет в будущем, еще много-много лет.



Но даже Солнце нельзя назвать неподвижным. Наша галактика Млечный Путь огромна, массивна и, что самое важное, пребывает в постоянном движении. Все звезды, планеты, газовые облака, песчинки и пылинки, черные дыры, темная материя и все остальное движется внутри галактики. Каждая частица материи и энергии вносит свой вклад в это движение и зависит от общей силы тяжести.

С нашей точки зрения, в 25 000 световых годах от центра галактики, Солнце движется по эллипсу, совершая полный оборот раз в 220-250 миллионов лет. Считается, что скорость Солнца во время этого путешествия составляет порядка 200-220 км/с, что довольно много, если сравнивать со скоростью вращения Земли и других планет вокруг Солнца. Тем не менее мы можем собрать все эти движения вместе и рассчитать наше движение через галактику.



Но неподвижна ли наша галактика сама по себе? Конечно, нет. Видите ли, в космосе постоянно присутствует сила притяжения массивных (и энергичных) объектов, с которой приходится считаться, и гравитация приводит к ускорению всех масс. Дайте нашей Вселенной достаточно времени — а у нас было 13,8 миллиарда лет — и все будет двигаться, дрейфовать и плыть в направлении наибольшего гравитационного притяжения. Вот так мы перешли от однородной Вселенной к клочковатой, сбитой в кластеры, богатой галактиками Вселенной в относительно короткие сроки.

Такова космическая история образования структур в нашей расширяющейся Вселенной. Что она означает для нас? Что Млечный Путь притягивается всеми другими галактиками, группами и скоплениями в наших окрестностях. Это означает, что самые близкие, самые массивные объекты на протяжении всей космической истории будут управлять нашим движением. И это означает, что не только наша галактика, но и все близлежащие галактики «собьются в поток» из-за этой гравитационной силы. Ученые составляют все более точную карту этого процесса, и мы постепенно приходим к пониманию нашего космического движения через космос.

Но пока мы полностью не поймем, как Вселенная на нас влияет, а именно:

• полный набор начальных условий, в которых родилась Вселенная;
• как каждая отдельная масса двигалась и развивалась со временем;
• как сформировались Млечный Путь и все сопряженные галактики, группы и кластеры;
• как все это происходило в каждой точке космической истории до текущего момента;

мы не сможем понять наше космическое движение по-настоящему. И уж точно без следующего трюка.

Куда мы ни посмотрим в космос, мы видим это: радиационный фон в 2,725 К, который остался от Большого Взрыва. В разных регионах встречаются крошечные несоответствия — на порядок в несколько сотен микрокельвинов или около того — но куда мы ни посмотрим (за исключением закрытой плоскости галактики, которую мы увидеть не можем), мы видим одну и ту же температуру: 2,725 К.

Причина этому в том, что Большой Взрыв произошел сразу везде в космосе, 13,8 миллиарда лет назад, и с тех пор Вселенная расширяется и остывает.

Во всех направлениях, когда мы смотрим на космос, мы видим одно и то же послесвечение события, когда нейтральные атомы сформировались впервые. До этого времени — 380 000 лет после Большого Взрыва — было слишком горячо, чтобы атомы могли сформироваться, поскольку фотонные столкновения мгновенно разбивали бы их на части, ионизируя их компоненты. Но по мере того, как Вселенная расширилась, а свет прошел через красное смещение (и потерял энергию), стало достаточно холодно, чтобы эти атомы могли образоваться.

И когда это произошло, фотоны, путешествующие беспрепятственно, наконец начали врезаться во что-то. Их осталось так много — больше 400 на кубический сантиметр — что мы с легкостью можем их измерить. Даже ваши антенны на старых телевизорах улавливали космический микроволновый фон. Порядка 1% серого шума, этого мельтешения серо-белых пикселей, на телеэкране — это послесвечение Большого Взрыва. И если убрать в стороны микрокельвины расхождений, оно равномерное по всем направлениям.

И все же мы не видим совершенно равномерного фона в 2,725 К, куда ни глянь. Имеются небольшие отличия от одной области неба к другой. Одна «сторона» кажется горячее, а другая кажется холоднее.

«Горячая» сторона — это 2,728 К, а «холодная» — порядка 2,722 К. Такой большой перепад превосходит все остальные в 100 раз и легко может озадачить. Почему флуктуации в таких масштабах такие большие, если сравнивать с остальными?

Разгадка в том, что это не флуктуация микроволнового фона.

Подумайте, что еще может заставить свет — а реликтовое излучение это просто свет — быть горячее (или более энергичным) в одном направлении и холоднее (или менее энергичным) в другом? Движение.

Когда вы движетесь в сторону источника света (или он движется по направлению к вам), свет смещается в сторону более высоких энергий (синее или фиолетовое смещение); когда вы удаляетесь от источника света, он смещается в сторону более низких энергий (красное смещение).

Происходящее с микроволновым фоном связано не с энергиями самого фона, а с нашим движением через космос. Из этого эффекта послесвечения Большого Взрыва мы можем выяснить, что Солнечная система движется относительно реликтового излучения на скорости 368 ± 2 км/с, и что вся местная группа — Солнце, Млечный Путь, Андромеда и остальные — движется на скорости 627 ± 22 км/с относительно реликтового излучения. Неточность этого значения обусловлена неопределенность касательно движения Солнца вокруг галактического центра, это самый сложный компонент для измерения.

Благодаря послесвечению Большого Взрыва мы не только знаем, что не находимся в особенном и привилегированном месте во Вселенной, но даже не неподвижны относительно главного события в нашем общем космическом прошлом. Мы движемся. И движение — это жизнь.

Источник

На этом ВСЁ! Спасибо за внимание

Это сообщение отредактировал Аццкийинженер - 12.04.2016 - 15:03

Нихуя подобного. Жизнь это хаос. А Порядок, к которому все приходит - это смерть.
Возможно, жизнь на нашей крохотной планетке в далеком будущем сумеет победить этот порядок... и начнет сама управлять движением, то есть переродится в Порядок. Ох уж это вечная борьба.
Спасибо за пост, очень интересно!

Это сообщение отредактировал TimSurgeon - 12.04.2016 - 15:05

За семь дней слепили всю вселенную... не надо... там сначало было слово, а потом понеслась... так что никаких таких ваших доплеровских нету... воистину!

Познавательно, одно не понятно, как учёные вычислили Лениакею? Ведь туда доступными приборами очень тяжело попасть.

Как всегда познавательно.
Про движение относительно реликтового излучения не слышал.
Спасибо за тему!)

Что то никакого противоречия не увидел. Хаос это движение, а значит жизнь. Что то там про энтропию ввернуть можно, но это уже за гранью моего восприятия ..

очень информативно и картинки доставляют!
а от попытки осознать космос может лопнуть моск))

Ну вот и космическая темка познавательная, в День космонавтики очень кстати

Как все сложно то. Прочитал и не осилил, или точнее не осмыслил всего Вот бы лет 700 назад было бы проще тему усвоить: 3 кита, на них земля и сонце вокруг вертится. Все просто, все всем понятно
Аццкийинженер как всегда на высоте

Аццкийинженер
спасибо. этого не знал.

Не семь, а шесть. В седьмой отдых.

Spartacusik

благодаря всё тому же смещению света. Есть группа галактик, свет от которых более "синий", а значит они находятся ближе друг к другу, чем свет от остальных объектов Вселенной

А кто-нибудь вкурсе, траектории вращения планет вокруг солнца реально в одной плоскости находятся, или это так, условное обозначение?

Еще парадокс в том что наука- физика, это слишком широкое понятие на сегодняшний день, как таковых основополагающих физик существует минимум 2 , это макро (астрофизика) и микро (квантовая физика) и их законы часто не пересекаются, а даже друг другу противоречат. И задача современных физиков в перспективе объединить эти науки в общую "Теорию всего". А пока они основываются на разных теориях, для астрофизики, это теория относительности и более современная, быстро прогрессирующая сейчас, "Теория струн"- как частное дополнение к ОТО. А для квантовой, это "Стандартная модель", которая уже на 99% завершена и сейчас разрабатывают дополнения для неё. И самое интересное, это то что мешает объединить эти теории, та самая злополучная всем известная сила - гравитация, физики никак не могут поймать квант этой силы, более того, даже не знают где и как его искать. Взаимодействие это настолько слабое, по сравнению с другими фундаментальными взаимодействиями, что никакие детекторы не в состоянии зафиксировать её на квантовом уровне. Смысл в том что в ОТО гравитация - это производная от времени, массы и пространства, что является скорее виртуальной силой. А квантовая физика такое не приемлет, там должен быть совершенно осязаемый "конструктор" и все кирпичи должны существовать, иначе конструкция просто бы рассыпалась, поэтому ученые и ломают голову, как это все слепить. Лично мое мнение, что должно быть создано минимум еще одно ответвление физики - в которую бы вошли темная энергия (80% всей массы вселенной) , темная материя (в 3 раза больше масса чем у нашей видимой материи из которой состоим мы), возможно там и лежит загадка гравитации.

Это сообщение отредактировал GromovN - 12.04.2016 - 16:32

"Во всех направлениях, когда мы смотрим на космос, мы видим одно и то же" - в какую сторону смотреть-то надо? А то я все разное вижу.

D3en
ну, в космических масштабах - да, в одной плоскости. Почему так? Скорее всего это связано с ранним периодом жизни Солнечной системы. Вращение Солнца вокруг своей оси (да, оно тоже вращается!) заставляло вращаться облако материала, окружающее Солнце. Под действием центробежных сил облако постепенно превратилось в протопланетный диск, из которого в последствии образовались планеты. Однако, стоит отметить, что в плоскости эклиптики вращаются только планеты, карликовые планеты же, типа Седны, имеют наклон орбиты к плоскости эклиптики.

Ну, имхо, о 99% Вы погорячились.
У ст. модели есть достаточный потенциал для расширения вправо. Как быть с меняющим массу нейтрино? К какому из трех ныне классифицированных поколений его отнести?
Гравитон... пока гипотетический... Он в ст. модели или нет?
И это только одна гипотетическая частица.
Тот же Хиггс только добавили.
Темная материя/энергия?
(Вдруг кто не знает, гипотетическая частица темной энергии называется "хамелеон". Ага. )
Нет, не соглашусь с Вами. Стандартную модель еще ждут серьезные преобразования.

Если мы все постоянно вращаемся, то скоро мы все завяжемся в узел, и хуй нас кто развяжет, вот!

...сингулярность

...инфляция

Правильно! И релятивистских тоже. Эту нечисть физики-еретики выдумывали.

Аминь!