Какова наша скорость во Вселенной?
В любой точке Вселенной объект находится в состоянии движения. Нет таких мест, где можно скрыться от вечно движущегося процесса. Хоть мы и не замечаем, когда спим или просто сидим, тем временем, каждую секунду пролетаем громадное расстояние.
Движение вокруг земной оси
Первое, с чего следует начать, мы движемся из-за вращения Земли вокруг своей оси. Скорость жителей, проживающих на экваторе, составляет 1674 км/ч (посчитать просто: поделить длину экватора на время 1 оборота Земли вокруг оси = 24 часа).
По мере удаления от экватора, скорость уменьшается. Если находиться на Северном или Южном полюсе, то движение будет практически нулевым.
Чтобы узнать жителю свою скорость, проживающему в каком-то регионе, достаточно умножить косинус своей широты на экваториальную скорость 1674 км/ч.
Например, широта москвичей
Значит итоговая скорость: 0.57 * 1674
960 км/ч или 0,27 км/с . Быстро, что сопоставимо со скоростью пассажирского самолёта, хоть и незаметно на Земле, так как всё окружающее находится в состоянии движения.
Движение вокруг Солнца
Чтобы Земля удерживалась на своей орбите, она должна двигаться со скоростью 30 км/с . Мы, как пассажиры, несёмся с той же скоростью на поезде «Земля». Но и Солнце тоже движется. Солнце — одна из 300 миллиардов звёзд галактики Млечный Путь.
Всё вращается вокруг центра Млечного Пути. Солнце движется по орбите со скоростью 220 км/с . Чтобы представить, насколько это быстро, от Земли до Луны космонавт долетел бы за 30 минут . Для сравнения, современным космическим кораблям требуется 3 суток.
Движение Млечного Пути
Млечный Путь — одна из 60 галактик Местной группы . Наша галактика несётся в сторону Андромеды со скоростью 100 км/с . Несмотря на такую высокую скорость, столкновение произойдёт через 4.5 миллиарда лет.
Сама Местная группа направлена в сторону Скопления Девы со скоростью 400 км/с . Скопление Девы крупнее Местной группы, включает в себя около 2000 галактик. Однако Скопление Девы и Местная группа являются частью Сверхскопления Девы .
Сверхскопление Девы содержит около 100 групп галактик. Всё это сверхскопление направляется в сторону Великого Аттрактора со скоростью 600 км/с . Причём не учитывается растягивание всего пространства во Вселенной. Где, согласно закону Хаббла, объекты удаляются друг от друга со скоростью 67 км/с на каждое расстояние в 1 Мегапарсек (
3 260 000 световых лет).
Например, если расстояние между объектами 2 Мегапарсека, то скорость удаления 67*2 = 134 км/с; если 3 Мегапарсека, то 67*3 и так далее. Стоит отметить, закон Хаббла начинает действовать на расстояниях от 10 миллионов световых лет.
Великим Аттрактором по-другому называют Великим центром притяжения . Этот центр расположен
в 100 раз дальше, чем галактика Андромеда до Земли.
Всё движущееся вместе со Сверхскоплением Девы несётся с такой громадной скоростью к Аттрактору
600 км/с. Учёные измерили благодаря температурной разнице реликтового излучения (отголоски Большого Взрыва) эффектом Доплера.
Если вам понравилась статья, подписывайтесь на канал, ставьте лайк, делитесь информацией в социальных сетях. Дальше будет интереснее!
Источник
Куда мы движемся?
Кончался август, был туман, неслась Галактика.
Михаил Щербаков, «Кораблик»
Даже сидя на стуле перед экраном компьютера и кликая по ссылкам, мы физически участвуем во множестве движений. Куда же мы движемся? Где находится «вершина» движения, его апекс?
Во-первых, мы участвуем в вращении Земли вокруг оси. Это суточное движение направлено на точку востока на горизонте. Скорость движения зависит от широты; она равна 465*cos(φ) м/сек. Таким образом, если вы находитесь на северном или южном полюсе Земли, то вы не участвуете в этом движении. А скажем, в Москве суточная линейная скорость примерно 260 м/сек. Угловую скорость апекса суточного движения относительно звезд легко посчитать: 360° / 24 часа = 15° / час.
Во-вторых, Земля, и мы вместе с ней, движется вокруг Солнца. (Мы пренебрежем маленьким ежемесячным покачиванием вокруг центра масс системы Земля-Луна.) Средняя скорость годового движения по орбите — 30 км/сек. В перигелии в начале января она чуть выше, в афелии в начале июля — чуть ниже, но поскольку орбита Земли почти точный круг, разница скоростей составляет всего 1 км/сек. Апекс орбитального движения, естественно, смещается и совершает полный круг за год. Его эклиптическая широта 0 градусов, а долгота равна долготе Солнца плюс примерно 90 градусов — λ=λ☉+90°, β=0. Другими словами, апекс лежит на эклиптике, опережая Солнце на 90 градусов. Соответственно, угловая скорость апекса равна угловой скорости движения Солнца: 360° / год, чуть меньше градуса в сутки.
Более масштабные движения мы осуществляем уже вместе с нашим Солнцем в составе Солнечной системы.
Во-первых, Солнце движется относительно ближайших звезд (т.н. локальный стандарт покоя). Скорость перемещения примерно 20 км / сек (чуть больше 4 а.е. / год). Обратите внимание: это даже меньше, чем скорость Земли по орбите. Движение направлено в сторону созвездия Геркулес, а экваториальные координаты апекса α = 270°, δ = 30°. Однако, если мы померяем скорость относительно всех ярких звезд, видимым невооруженным глазом, то получим стандартное движение Солнца, оно несколько другое, меньшее по скорости 15 км / сек
3 а.е. / год). Это тоже созвездие Геркулес, хотя апекс чуть смещен (α = 265°, δ = 21°). А вот относительно межзвездного газа Солнечная система движется слегка быстрее (22-25 км / сек), но апекс значительно сдвинут и попадает в созвездие Змееносец(α = 258°, δ = -17°). Этот сдвиг апекса примерно в 50° связан с т.н. «межзвездным ветром», «дующим с юга» Галактики.
Все три описанные движения это, так сказать, местные перемещения, «прогулки во дворе». Но Солнце вместе с ближайшими и вообще видимыми звездами (ведь мы практически не видим слишком уж далеких звезд), вместе с облаками межзвездного газа обращается вокруг центра Галактики — и это совсем другие скорости!
Скорость движения Солнечной системы вокруг центра Галактики составляет 200 км / сек (больше 40 а.е. / год). Впрочем, указанное значение неточное, определить галактическую скорость Солнца трудно; мы ведь даже не видим, относительно чего меряем движение: центр Галактики скрыт плотными межзвездными облаками пыли. Величина постоянно уточняется и склонна к уменьшению; не так давно она принималась за 230 км / сек (часто можно встретить именно это значение), а последние исследования дают результаты даже меньше 200 км / сек. Галактическое движение происходит перпендикулярно направлению на центр Галактики и потому апекс имеет галактические координаты l = 90°, b = 0° или в более привычных экваториальных координатах — α = 318°, δ = 48°; это точка находится в Лебеде. Поскольку это движение обращения, апекс смещается и совершает полный круг за «галактический год», примерно 250 миллионов лет; угловая его скорость
5″ / 1000 лет, полтора градуса за миллион лет.
Дальнейшие движения включает уже движение целой Галактики. Измерить такое движение тоже не просто, слишком уж велики расстояния, и погрешность в цифрах еще довольно велика.
Так, наша Галактика и галактика Андромеды, два массивных объекта Местной группы галактик, гравитационно притягиваются и движутся навстречу друг к другу со скоростью около 100-150 км/сек, причем основной компонент скорости принадлежит нашей галактике. Поперечная составляющая движения точно не известна, и беспокойства о столкновении преждевременны. Дополнительный вклад в это движение вносит и массивная галактика M33, находящаяся примерно в том же направлении, что и галактика Андромеды. В целом скорость движения нашей Галактики относительно барицентра Местной группы галактик около 100 км / сек примерно в направлении Андромеда / Ящерица (l = 100, b = -4, α = 333, δ = 52), однако эти данные еще весьма приблизительны. Это весьма скромная относительная скорость: Галактика смещается на собственный диаметр за две-три сотни миллионов лет или, очень примерно, за галактический год.
Если измерить скорость Галактики относительно удаленных скоплений галактик, мы увидим иную картину: и наша галактика, и остальные галактики Местной группы совместно как некоторое целое движутся в направлении большого скопления Девы примерно со скоростью 400 км/сек. Это движение также обусловлено гравитационными силами.
Фоновое реликтовое излучение определяет некоторую выделенную систему отсчёта, связанную с всей барионной материей в наблюдаемой части Вселенной. В каком-то смысле движение относительно этого микроволнового фона — это движение относительно Вселенной в целом (не нужно путать это движение с разбеганием галактик!). Определить это движение возможно, измерив дипольную температурную анизотропию неравномерность реликтового излучения в разных направлениях . Такие измерения показали неожиданную и важную вещь: все галактики в ближайшей к нам части Вселенной, включая не только нашу Местную группу, но и скопление Девы и другие скопления, движется относительно фонового реликтового излучения с неожиданно большой скоростью. Для Местной группы галактик она составляет 600-650 км / сек с апексом в созвездии Гидра (α=166, δ=-27). Выглядит это так, что где-то в глубинах Вселенной существует еще необнаруженный огромный кластер многих сверхскоплений, притягивающий материю нашей части Вселенной. Этот гипотетический кластер был назван Великим Аттрактором.
Как определили скорость Местной группы галактик? Конечно, фактически астрономы измерили скорость Солнца относительно микроволнового реликтового фона: она оказалась
390 км / с с апексом с координатами l = 265°, b = 50° (α=168, δ=-7) на границе созвездий Лев и Чаша. Потом определи скорость Солнца относительно галактик Местной группы (300 км/с, созвездие Ящерица). Вычислить скорость Местной группы уже не составило труда.
Источник
Можно ли обогнать солнце? То есть ехать с такой скоростью, чтобы солнце оказалось не впереди, а сзади?
С какой стороны солнце?
Если солнце впереди и мы его пытаемся обогнать, значит, мы едем на закат, то есть на запад.
Потому что если солнце на востоке, никуда двигаться вообще не надо: солнце само уйдет нам за спину, надо только подождать вечера. А если солнце на юге (или на севере, если мы в южном полушарии), оно будет уходить от нас вбок. Конечно, оно и в этом случае рано или поздно окажется у нас за спиной, даже если мы будем просто стоять. Но, во-первых, это случится уже ночью, когда его не будет видно, и, во-вторых, вряд ли можно будет сказать, что мы его обогнали.
Гонимся за солнцем
Итак, солнце на западе, мы бежим за ним тоже на запад. С какой скоростью нам надо бежать, чтобы оно не садилось, а поднималось всё выше и, наконец, оказалось на востоке?
Прежде всего, мы должны обогнать, конечно, не Солнце, а Землю. Это из-за вращения Земли вокруг своей оси меняются день и ночь и диск солнца движется по небосводу. Чтобы солнце оставалось на месте, нам надо двигаться с той же скоростью, с какой вращается Земля. Чтобы обогнать солнце, надо двигаться хотя бы немного быстрее.
А какова скорость вращения Земли? Однозначого ответа в километрах в час или в метрах в секунду не существует. Земля делает один оборот за сутки, т. е. за 24 часа. Значит, каждая точка на ее поверхности за 24 часа «пробегает» длину своей параллели. Покрутите глобус. Точки на экваторе (самом длинной параллели) будут двигаться намного быстрее, чем точки у полюса, где параллель гораздо короче. А сами полюса просто останутся на месте.
Так насколько быстро надо бежать?
Это сильно зависит от широты (т. е. от близости к экватору), но в любом случае придется поднажать.
Длина экватора — чуть больше 40 тысяч километров. Значит, каждая точка на экваторе «пробегает» за сутки примерно 40 000 км, а за час — 40 000 : 24, т. е. около 1700 километров. Чтобы обогнать солнце на экваторе, надо двигаться со скоростью от 1700 км/час. Это почти в полтора раза больше скорости звука в воздухе, которая составляет 332 м/с, или около 1200 км/час. То есть чтобы обогнать солнце, потребуется как минимум сверхзвуковой самолет.
Нам повезло — мы живем в более умеренных широтах. Длина параллели Москвы — почти в два раза меньше длины экватора, около 22 тысяч километров. Чтобы обогнать солнце здесь, надо пробегать за час примерно тысячу километров. Это уже скорость пассажирского реактивного самолета.
Чем ближе к полюсу, тем меньше длина параллели и тем легче обогнать солнце. Непосредственно около полюса можно убежать от Солнца пешком, двигаясь по кругу на некотором расстоянии от воображаемой земной оси. Но, например, на Северном полюсе, куда ни глянь, везде юг, поэтому вопрос о восходе и заходе Солнца теряет смысл.
Наперегонки с солнцем: практикум
Разница во времени между Якутском и Москвой — 6 часов, то есть солнце восходит и заходит в Москве примерно на 6 часов позже, чем в Якутске. Самолет из Якутска в Москву летит 6 с половиной часов. Это значит, что самолет почти догоняет солнце, и вылетевший из Якутска на рассвете в Москву прилетит тоже на рассвете.
А космические корабли летают значительно быстрее, чем пассажирские самолеты, и для них обогнать солнце — дело совсем простое. Космонавты обгоняют солнце по несколько раз в день. Например, Международная космическая станция делает один оборот вокруг Земли всего за 90 минут — в 16 раз быстрее, чем солнце.
Кстати, в этих условиях теряется смысл счета дней и ночей в нормальном для жителей Земли понимании — ведь день и ночь сменяются для космонавтов 16 раз в сутки. Космонавты живут по так называемому всемирному времени — по времени Гринвичского меридиана.
> А космические корабли летают значительно быстрее, чем пассажирские самолеты, и для них обогнать солнце — дело совсем простое.
Первое верно, второе — нет. Мы договорились считать обгон честным, если летим на запад. А почти все космические корабли летят на восток. Честно сказать, не знаю, летал ли хотя бы один человек по орбите на запад.
Вы, кстати, знаете, где это можно посмотреть?
Это смотря где расположится наблюдатель: если на Земле или на орбите вокруг Земли, то он увидит радиальные движения объектов; оценивается только составляющая движений Земли и Солнца вдоль луча зрения наблюдателя.
Со стороны виднее. Если не можем отойти подальше, можно расчитать эти движения теоретически.
Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного Пути и обращается вокруг него, делая один оборот более чем за 200 миллионов лет. Таким образом, орбитальная скорость Солнца равна 217-220 км/с.
Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,765 км/сек. Скорость колеблется от 30,27 км/сек (в перигелии) до 29,27 км/сек (в апогелии).
По сути, Земля почти полгода обгоняет Солнце вдоль галактической орбиты и столько же времени «дает себя обогнать», двигаясь по соей орбите в обратную сторону, противоположную движению Солнца по галактической орбите.
Кому-то легче представить себе картину на примерах; скажем, Вы находитесь в товарном вагоне, который двигается со скоростью 20 км/час и при этом вращаете вокруг себя молот (или любой объект на привязи) с линейной скоростью самого молота в 20 км/час.Таким образом. молот будет то обгонять Вас со скоростью до 20 км/ч (составляющая скорость 40 км/ч по отношению к окружающим дорогу объектам), то, двигаясь по второй половинке орбиты, стать на короткий срок неподвижным по отношению к тем же объектам.
Данная модель более подходит для разъяснения определения «обогнать Солнце», но здесь не учитываются остальные факторы; желающие могут принять в расчетах:
— Солнечная система в составе Млечного Пути движется со скоростью примерно 20 км/с по направлению к точке (апексу), находящейся на границе созвездий Лиры и Геркулеса;
— имеется движение Солнечной системы относительно плоскости Галактики (Млечного Пути); смещение к Северному полюсу Галактики на данный момент составляет всего 10 парсек.
— ускорения Солнечной системы и всегоМлечного Пути в связи (или по мере) расширения Вселенной.
— увлекаемая движением Солнца, Земля описывает в пространстве винтовую линию.
Таким образом, легко можно указать точки в пространстве, где Земля обгоняет Солнце по галактический орбите, а также где отстает по отношению к Солнцую И совсем мало точек где они, Земля и Солнце, двигаются с одинаковой скоростью (только в точках строго впереди или строго сзади Солнца).
Чио скажете, уважаемые модераторы?
Хоть что-то изданного текста оставите в комментариях?
Источник