Як швидко Земля мчить через Всесвіт?

Наш общий бизнес-фронт BIKINIKA.com.ua

Поки ви читаєте ці рядки, найімовірніше, ви сидите і вважаєте себе нерухомим. Але ми-то знаємо, що на космічному рівні ми постійно рухаємося. Земля обертається навколо своєї осі, проносячи нас через космос на швидкості 1700 км / год, якщо вимірювати, перебуваючи на екваторі. Але це не так-то багато, якщо перевести швидкість в км / с. Земля обертається навколо осі зі швидкістю 0,5 км / с, що не так-то й багато, якщо порівняти з нашими іншими способами переміщення.

Як і всі планети в нашій Сонячній системі, Земля обертається навколо Сонця набагато швидше, ніж навколо своєї осі. Щоб підтримувати нас на стабільній орбіті, Земля повинна рухатися зі швидкістю близько 30 км / с. Внутрішні планети - Меркурій і Венера - рухаються швидше, а зовнішні світи - Марс і інші - рухаються повільніше. Так було в минулому і буде в майбутньому, ще багато-багато років.

Але навіть Сонце не можна назвати нерухомим. Наша галактика Чумацький Шлях величезна, масивна і, що найважливіше, перебуває в постійному русі. Всі зірки, планети, газові хмари, піщинки і пилинки, чорні діри, темна матерія і все інше рухається всередині галактики. Кожна частинка матерії і енергії вносить свій внесок в цей рух і залежить від загальної сили тяжіння.

З нашої точки зору, в 25 000 світлових роках від центру галактики, Сонце рухається по еліпсу, здійснюючи повний оборот раз в 220-250 мільйонів років. Вважається, що швидкість Сонця під час цієї подорожі становить близько 200-220 км / с, що досить багато, якщо порівнювати зі швидкістю обертання Землі та інших планет навколо Сонця. Проте ми можемо зібрати всі ці рухи разом і розрахувати наш рух через галактику.

Але нерухома чи наша галактика сама по собі? Звичайно, ні. Річ у тім, у космосі є постійною сила тяжіння масивних (і енергійних) об'єктів, з якою доводиться рахуватися, і гравітація призводить до прискорення всіх мас. Дайте нашого Всесвіту достатньо часу - а у нас було 13,8 мільярда років - і все буде рухатися, дрейфувати і плисти в напрямку найбільшого гравітаційного тяжіння. Ось так ми перейшли від однорідної Всесвіту до клочковатой, збитої в кластери, багатою галактиками Всесвіту у відносно короткі терміни.

Така космічна історія освіти структур в нашій Всесвіту. Що вона означає для нас? Що Чумацький Шлях притягується усіма іншими галактиками, групами і скупченнями в наших околицях. Це означає, що найближчі, масивні об'єкти протягом всієї космічної історії будуть керувати нашим рухом. І це означає, що не тільки наша галактика, але і всі прилеглі галактики «зіб'ються в потік» через цю гравітаційної сили. Вчені складають все більш точну карту цього процесу, і ми поступово приходимо до розуміння нашого космічного руху через космос.

Але поки ми повністю не зрозуміємо, як Всесвіт на нас впливає, а саме:

• повний набір початкових умов, в яких народилася Всесвіт;
• як кожна окрема маса рухалася і розвивалася з часом;
• як сформувалися Чумацький Шлях і все пов'язані галактики, групи і кластери;
• як все це відбувалося в кожній точці космічної історії до поточного моменту;

ми не зможемо зрозуміти наше космічне рух по-справжньому. І вже точно без наступного трюку.

Куди ми не подивимось в космос, ми бачимо це: радіаційний фон в 2,725 К, який залишився від Великого Вибуху. У різних регіонах зустрічаються крихітні невідповідності - на порядок в кілька сотень мікрокельвіна або близько того - але куди ми не подивимось (за винятком закритої площині галактики, яку ми побачити не можемо), ми бачимо одну і ту ж температуру: 2,725 К.

Причина цього в тому, що Великий Вибух стався відразу всюди в космосі, 13,8 мільярда років тому, і з тих пір Всесвіт розширюється і охолоджується.

У всіх напрямках, коли ми дивимося на космос, ми бачимо один і той же післясвітіння події, коли нейтральні атоми сформувалися вперше. До цього часу - 380 000 років після Великого Вибуху - було занадто гаряче, щоб атоми могли сформуватися, оскільки фотонні зіткнення миттєво розбивали б їх на частини, іонізуючи їх компоненти. Але в міру того, як Всесвіт розширилася, а світло пройшов через червоний зсув (і втратив енергію), стало досить холодно, щоб ці атоми могли утворитися.

І коли це сталося, фотони, які подорожують без перешкод, нарешті почали врізатися в щось. Їх залишилося так багато - більше 400 на кубічний сантиметр - що ми з легкістю можемо їх виміряти. Навіть ваші антени на старих телевізорах вловлювали космічний мікрохвильовий фон. Порядку 1% сірого шуму, цього метушні сіро-білих пікселів, на телеекрані - це післясвітіння Великого Вибуху. І якщо прибрати в сторони мікрокельвіна розбіжностей, воно рівномірне в усіх напрямках.

І все ж ми не бачимо абсолютно рівномірного фону в 2,725 К, куди не глянь. Є невеликі відмінності від однієї області неба до іншого. Одна «сторона» здається гаряче, а інша здається холодніше.

«Гаряча» сторона - це 2,728 К, а «холодна» - близько 2,722 К. Такий великий перепад вигідно відрізняється від інших в 100 разів і легко може спантеличити. Чому флуктуації в таких масштабах такі великі, якщо порівнювати з іншими?

Розгадка в тому, що це не флуктуація мікрохвильового фону.

Подумайте, що ще може змусити світ - а реліктове випромінювання це просто світло - бути гаряче (або більш енергійним) в одному напрямку і холодніше (або менш енергійним) в іншому? Рух.

Коли ви рухаєтеся в сторону джерела світла (або він рухається у напрямку до вас), світло зміщується в бік більш високих енергій (синє або фіолетове зміщення); коли ви віддаляєтеся від джерела світла, він зміщується в бік більш низьких енергій (червоний зсув).

Те, що відбувається з мікрохвильовим фоном пов'язано не з енергіями самого фону, а з нашим рухом через космос. З цього ефекту післясвітіння Великого Вибуху ми можемо з'ясувати, що сонячна система рухається щодо реліктового випромінювання на швидкості 368 ± 2 км / с, і що вся місцева група - Сонце, Чумацький Шлях, Андромеда і інші - рухається на швидкості 627 ± 22 км / с відносно реліктового випромінювання. Неточність цього значення обумовлена ​​невизначеність щодо руху Сонця навколо галактичного центру, це найскладніший компонент для вимірювання.

Завдяки післясвічення Великого Вибуху ми не тільки знаємо, що не перебуваємо в особливому і привілейованому місці у Всесвіті, але навіть не нерухомі щодо головної події в нашому спільному космічному минулому. Ми рухаємося. І рух - це життя.