穿梭于星际之间,我们究竟能有多快?

原本的问题为:考虑到地球的自转,它的运动轨迹绕着太阳,太阳的运动轨迹绕着银河系,银河系又穿越在星际空间,有人曾计算过穿越宇宙时我们的速度吗?



物理学家回答:短一点的回答为“有”,长一点的回答为“额...有的吧”。问题所在就是所谓的“真运动”并不存在。我们最多可以讨论“相对运动”,而这需要针对别的物体去进行引用。你所认为的静止的参照物(就是你选择去定义运动相对于什么)其实只是你个人选择的某个物质。整个宇宙不会因此或这之外的因素受到影响。



相对于你自己:零。听起来很傻,但是有说明的必要。

相对于地球:地球绕着自己的轨道旋转(你可能听说过),在赤道上的速度相当于每小时1000英里。你距离赤道越远,你的运动速度就会越慢。这样的运动不能“因相对性而被忽略”,因为相对性仅仅适用于匀速直线运动,而对于圆周运动则完全不是一回事。这样的运动不会对于小型的物体(比如人的尺寸)产生很大的影响,但是对于行星规模大小的物体来说它足以形成全球气流(包括飓风!)。




相对于太阳:一年中,地球以差别细微的速度围绕着太阳运动;在新年左右的时候速度最快,而在七月初速度最慢(因为地球分别是在这两个时间点距离太阳更远和更近),但是平均下来速度为66500英里每小时。顺便提一下,事实上这与我们的日历年度(有证据表明这是基于地球的倾斜度,而倾斜度决定了白昼的时长)在数日之内相对应,而这完完全全纯属巧合。随着时间的流逝,它会缓慢地发生变化,而且从现在开始计算的几千年之后情况也许就不再是这样了。




相对于银河系:太阳在星系中以52000英里每小时的速度运动。令人感到惊奇的是,想要得出确切的值则是一个棘手的问题。关于邻近行星的速度有很多纷纷扰扰的声音(对于一个行星来说相对速度为200000英里每小时是不常见的),而那些行星则是我们能看到最清晰的。理论上,我们可以通过计算我们的速度相对于在银河系核心的行星的速度(就好比我们在关于地球中心的赤道上测量速度一样),但实际上,这样的运动被称为“侧向运动”。而在天文学中,用多普勒效应计算“靠近或远离”的速度则要简单的多。在前文中提到的相对速度中,太阳系围绕星系的速度是唯一一个至今为止还是模棱两可的。




相对于宇宙微波背景辐射(CMB):银河系本身,还有在星系中剩下的本星系群正以550km/s(120万英里每小时)的速度围绕着宇宙微波背景辐射运动。最终,CMB可能是我们在茫茫宇宙中的冰山一角中定义“静止”的最佳方式。一般的,如果你以很快的速度运动,你面前的光会变得更蓝(更热),而你背后的光会变得更红(更冷)。如果CMB保持静止,则意味着CMB的“颜色”在每个方向都是相同的,或者是更加准确(因为它远低于可见光谱)。CMB每个方向的温度也都是相同的(平均上)。



相关天文知识

宇宙微波背景是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。在早期的文献中,“宇宙微波背景”称为“宇宙微波背景辐射”或“遗留辐射”,是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属于微波范围。宇宙微波背景是宇宙背景辐射之一,为观测宇宙学的基础,因其为宇宙中最古老的光,可追溯至再复合时期。



参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. the physicist- askamathematician

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