Πόσο γρήγορα κινούμαστε μέσα στο σύμπαν;

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Κάθεστε, στέκεστε ή ξαπλώνετε ενώ διαβάζετε αυτό το άρθρο και δεν αισθάνεστε ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της με ιλιγγιώδη ταχύτητα - περίπου 1.700 km/h στον ισημερινό. Ωστόσο, η ταχύτητα περιστροφής δεν φαίνεται τόσο γρήγορη όταν μετατρέπεται σε km / s. Το αποτέλεσμα είναι 0,5 km / s - μια ελάχιστα αισθητή λάμψη στο ραντάρ, σε σύγκριση με άλλες ταχύτητες γύρω μας.

Όπως και άλλοι πλανήτες του ηλιακού συστήματος, η γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο. Και για να παραμείνει στην τροχιά του, κινείται με ταχύτητα 30 km/s. Η Αφροδίτη και ο Ερμής, που βρίσκονται πιο κοντά στον Ήλιο, κινούνται πιο γρήγορα, ο Άρης, που περιφέρεται πέρα από την τροχιά της Γης, κινείται πολύ πιο αργά από αυτόν.

Αλλά και ο Ήλιος δεν στέκεται σε ένα μέρος. Ο γαλαξίας μας Milky Way είναι τεράστιος, τεράστιος και επίσης κινητός! Όλα τα αστέρια, οι πλανήτες, τα σύννεφα αερίων, τα σωματίδια σκόνης, οι μαύρες τρύπες, η σκοτεινή ύλη - όλα κινούνται σε σχέση με το κοινό κέντρο μάζας.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, ο Ήλιος βρίσκεται σε απόσταση 25.000 ετών φωτός από το κέντρο του γαλαξία μας και κινείται σε ελλειπτική τροχιά, κάνοντας μια πλήρη επανάσταση κάθε 220-250 εκατομμύρια χρόνια. Αποδεικνύεται ότι η ταχύτητα του Ήλιου είναι περίπου 200-220 km / s, που είναι εκατοντάδες φορές υψηλότερη από την ταχύτητα της κίνησης της Γης γύρω από τον άξονα και δεκάδες φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα της κίνησης της γύρω από τον Ήλιο. Έτσι μοιάζει η κίνηση του ηλιακού μας συστήματος.

Είναι ο γαλαξίας ακίνητος; Και πάλι, όχι. Τα γιγάντια διαστημικά αντικείμενα έχουν μεγάλη μάζα και επομένως δημιουργούν ισχυρά βαρυτικά πεδία. Δώστε στο Σύμπαν λίγο χρόνο (και το είχαμε - περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια) και όλα θα αρχίσουν να κινούνται προς την κατεύθυνση της μεγαλύτερης έλξης. Αυτός είναι ο λόγος που το Σύμπαν δεν είναι ομοιογενές, αλλά αποτελείται από γαλαξίες και ομάδες γαλαξιών.

Τι σημαίνει αυτό για εμάς;

Αυτό σημαίνει ότι ο Γαλαξίας έλκεται προς τον εαυτό του από άλλους γαλαξίες και ομάδες γαλαξιών στην περιοχή. Αυτό σημαίνει ότι ογκώδη αντικείμενα κυριαρχούν σε αυτή τη διαδικασία. Και αυτό σημαίνει ότι όχι μόνο ο γαλαξίας μας, αλλά όλοι οι γύρω μας επηρεάζονται από αυτά τα «τρακτέρ». Πλησιάζουμε στο να κατανοήσουμε τι μας συμβαίνει στο διάστημα, αλλά εξακολουθούμε να μην έχουμε στοιχεία, για παράδειγμα:

• Ποιες ήταν οι αρχικές συνθήκες κάτω από τις οποίες γεννήθηκε το σύμπαν;
• πώς οι διάφορες μάζες στον γαλαξία κινούνται και αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου.
• πώς σχηματίστηκε ο Γαλαξίας και οι γύρω γαλαξίες και τα σμήνη.
• και πώς συμβαίνει τώρα.

Ωστόσο, υπάρχει ένα κόλπο που θα μας βοηθήσει να το καταλάβουμε.

Το Σύμπαν είναι γεμάτο με λείψανα ακτινοβολίας με θερμοκρασία 2.725 Κ, η οποία έχει διατηρηθεί από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης. Σε ορισμένα σημεία υπάρχουν μικροσκοπικές αποκλίσεις - περίπου 100 μK, αλλά το συνολικό υπόβαθρο θερμοκρασίας είναι σταθερό.

Αυτό συμβαίνει επειδή το Σύμπαν σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της Μεγάλης Έκρηξης πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια και εξακολουθεί να διαστέλλεται και να ψύχεται.

380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ψύχθηκε σε τέτοια θερμοκρασία που έγινε δυνατός ο σχηματισμός ατόμων υδρογόνου. Πριν από αυτό, τα φωτόνια αλληλεπιδρούσαν συνεχώς με τα υπόλοιπα σωματίδια του πλάσματος: συγκρούονταν μαζί τους και αντάλλαξαν ενέργεια. Καθώς το Σύμπαν ψύχεται, υπάρχουν λιγότερα φορτισμένα σωματίδια και ο χώρος μεταξύ τους είναι μεγαλύτερος. Τα φωτόνια ήταν σε θέση να κινούνται ελεύθερα στο διάστημα. Η ακτινοβολία λειψάνων είναι τα φωτόνια που εκπέμπονταν από το πλάσμα προς τη μελλοντική θέση της Γης, αλλά διέφυγαν τη διασπορά, αφού ο ανασυνδυασμός έχει ήδη ξεκινήσει. Φτάνουν στη Γη μέσω του χώρου του σύμπαντος, που συνεχίζει να διαστέλλεται.

Εσείς οι ίδιοι μπορείτε να "δείτε" αυτήν την ακτινοβολία. Οι παρεμβολές που εμφανίζονται σε ένα κενό τηλεοπτικό κανάλι όταν χρησιμοποιείτε μια απλή κεραία όπως αυτιά λαγού είναι 1% λόγω της ακτινοβολίας λειψάνων.

Κι όμως, η θερμοκρασία του λειψάνου φόντου δεν είναι ίδια προς όλες τις κατευθύνσεις. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μελετών της αποστολής Planck, η θερμοκρασία είναι ελαφρώς διαφορετική στα αντίθετα ημισφαίρια της ουράνιας σφαίρας: είναι ελαφρώς υψηλότερη στις περιοχές του ουρανού νότια της εκλειπτικής - περίπου 2.728 K, και χαμηλότερη στο άλλο μισό - περίπου 2.722 K.

Αυτή η διαφορά είναι σχεδόν 100 φορές μεγαλύτερη από τις υπόλοιπες παρατηρούμενες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας CMB, και αυτό είναι παραπλανητικό. Γιατί συμβαίνει; Η απάντηση είναι προφανής - αυτή η διαφορά δεν οφείλεται σε διακυμάνσεις στο CMB, φαίνεται επειδή υπάρχει κίνηση!

Όταν πλησιάζετε μια πηγή φωτός ή αυτή σας πλησιάζει, οι φασματικές γραμμές στο φάσμα της πηγής μετατοπίζονται προς μικρά κύματα (ιώδης μετατόπιση), όταν απομακρύνεστε από αυτόν ή αυτός από εσάς - οι φασματικές γραμμές μετατοπίζονται προς μεγάλα κύματα (κόκκινη μετατόπιση).

Η ακτινοβολία λειψάνων δεν μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο ενεργητική, πράγμα που σημαίνει ότι κινούμαστε μέσα στο διάστημα. Το φαινόμενο Ντόπλερ βοηθά στον προσδιορισμό ότι το ηλιακό μας σύστημα κινείται σε σχέση με την ακτινοβολία λειψάνων με ταχύτητα 368 ± 2 km / s και η τοπική ομάδα γαλαξιών, συμπεριλαμβανομένου του Γαλαξία, του γαλαξία της Ανδρομέδας και του γαλαξία Triangulum, κινείται σε ταχύτητα 627 ± 22 km / s σε σχέση με την ακτινοβολία λειψάνων. Αυτές είναι οι λεγόμενες ιδιόμορφες ταχύτητες των γαλαξιών, οι οποίες ανέρχονται σε αρκετές εκατοντάδες km/s. Εκτός από αυτές, υπάρχουν και κοσμολογικές ταχύτητες λόγω της διαστολής του Σύμπαντος και υπολογίζονται σύμφωνα με το νόμο Hubble.

Χάρη στην υπολειπόμενη ακτινοβολία από τη Μεγάλη Έκρηξη, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι τα πάντα στο σύμπαν κινούνται και αλλάζουν συνεχώς. Και ο γαλαξίας μας είναι μόνο μέρος αυτής της διαδικασίας.