Скорость движения солнца
В данной статье рассматривается скорость движения Солнца и Галактики относительно разных систем отсчета:
— скорость движения Солнца в Галактике относительно ближайших звезд, видимых звезд и центра Млечного Пути;
— скорость движения Галактики относительно местной группы галактик, удаленных звездных скоплений и реликтового излучения.
Краткая характеристика Галактики Млечный Путь.
Описание Галактики.
Прежде чем приступить к изучению скорости движения Солнца и Галактики во Вселенной, познакомимся с нашей Галактикой поближе.
Мы живем как бы в гигантском «звездном городе». Вернее – в нем «живет» наше Солнце. Населением этого «города» являются разнообразные звезды, и «проживает» их в нем более двухсот миллиардов. Несметное множество солнц рождается в нем, переживает свою молодость, средний возраст и старость – проходят долгий и сложный жизненный путь, длящийся миллиарды лет.
Громадны размеры этого «звездного города» — Галактики. Расстояния между соседними звездами в среднем равны тысячам миллиардов километров (6*1013 км). А таких соседей свыше 200 миллиардов.
Если бы мы со скоростью света (300 000 км/сек) мчались от одного конца Галактики до другого, на это ушло бы около 100 тысяч лет.
Вся наша звездная система медленно вращается, как гигантское колесо, состоящее из миллиардов солнц.
В центре Галактики, по всей видимости, располагается сверхмассивная чёрная дыра (Стрелец A*) (около 4,3 миллиона солнечных масс) вокруг которой, предположительно, вращается чёрная дыра средней массы от 1000 до 10 000 масс Солнца и периодом обращения около 100 лет и несколько тысяч сравнительно небольших. Их совместное гравитационное действие на соседние звёзды заставляет последние двигаться по необычным траекториям. Существует предположение, что большинство галактик имеет сверхмассивные чёрные дыры в своем ядре.
Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звёзд: в каждом кубическом парсеке вблизи центра их содержатся многие тысячи. Расстояния между звёздами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца.
Ядро Галактики с огромной силой притягивает все остальные звезды. Но громадное количество звезд расселено и по всему «звездному городу». А они тоже притягивают друг друга в разных направлениях, и это сложно влияет на движение каждой звезды. Поэтому Солнце и миллиарды других звезд в основном движутся по круговым путям или эллипсам вокруг центра Галактики. Но это лишь «в основном» — присмотревшись, мы увидели бы, что они движутся по более сложным кривым, извивающимся путям среди окружающих звезд.
Характеристика Галактики Млечный Путь:
Место нахождения Солнца в Галактике.
Где в Галактике находится Солнце и движется ли оно (а с ним и Земля, и мы с вами)? Не находимся ли мы в «центре города» или хотя бы где-нибудь недалеко от него? Исследования показали, что Солнце и солнечная система расположены на громадном расстоянии от центра Галактики, ближе к «городским окраинам» (26 000 ± 1 400 св. лет).
Солнце расположено в плоскости нашей Галактики и удалено от ее центра на 8 кпк и от плоскости Галактики примерно на 25 пк (1 пк (парсек) = 3,2616 светового года). В области Галактики, где расположено Солнце, звездная плотность составляет 0,12 звезд на пк3.
Скорость движения Солнца в Галактике.
Скорость движения Солнца в Галактике принято рассматривать относительно разных систем отсчета:
— Относительно ближайших звезд.
— Относительно всех ярких звезд, видимых невооруженным глазом.
— Относительно межзвездного газа.
— Относительно центра Галактики.
Остановимся подробнее на каждом из пунктов.
1. Скорость движения Солнца в Галактике относительно ближайших звезд.
Подобно тому, как скорость летящего самолета рассматривается по отношению к Земле, не учитывая полета самой Земли, так и скорость движения Солнца можно определить относительно ближайших к нему звезд. Таким, как звезды системы Сириус, Альфа Центавра и др.
Эта скорость движения Солнца в Галактике сравнительно невелика: всего 20 км/сек или 4 а.е. (1астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца – 149,6 млн км.)
Солнце относительно ближайших звезд движется по направлению к точке (апексу), лежащей на границе созвездий Геркулеса и Лиры, примерно под углом 25° к плоскости Галактики. Экваториальные координаты апекса = 270°, = 30°.
2. Скорость движения Солнца в Галактике относительно видимых звезд.
Если рассматривать движение Солнца в Галактике Млечный Путь относительно всех звезд, видимых без телескопа, то его скорость и того меньше.
Скорость движения Солнца в Галактике относительно видимых звезд составляет — 15 км/сек или 3 а.е.
Апекс движения Солнца в данном случае также лежит в созвездии Геркулеса и имеет следующие экваториальные координаты: = 265°, = 21°.
3. Скорость движения Солнца в Галактике относительно межзвездного газа.
Следующий объект Галактики, относительно которого мы рассмотрим скорость движения Солнца, — это межзвездный газ.
Вселенские просторы далеко не так пустынны, как считалось долгое время. Хотя и в небольших количествах, но везде присутствует межзвездный газ, наполняя собой все уголки мирозданья. На межзвездный газ, при кажущейся пустоте незаполненного пространства Вселенной, приходится почти 99% от совокупной массы всех космических объектов. Плотные и холодные формы межзвездного газа, содержащие водород, гелий и минимальные объемы тяжелых элементов (железо, алюминий, никель, титан, кальций), находятся в молекулярном состоянии, соединяясь в обширные облачные поля. Обычно в составе межзвездного газа элементы распределены следующим образом: водород – 89%, гелий – 9%, углерод, кислород, азот – около 0,2-0,3%.
Облака межзвездного газа могут не только упорядоченно вращаться вокруг галактических центров, но и обладать нестабильным ускорением. В течение нескольких десятков миллионов лет они догоняют друг друга и сталкиваются, образуя комплексы из пыли и газа.
В нашей Галактике основной объем межзвездного газа сосредоточен в спиральных рукавах, один из коридоров которых расположен рядом с Солнечной системой.
Скорость движения Солнца в Галактике относительно межзвездного газа: 22-25 км/сек.
Межзвездный газ в ближайших окрестностях Солнца имеет значительную собственную скорость (20-25 км/с) относительно ближайших звезд. Под его влиянием апекс движения Солнца смещается в сторону созвездия Змееносца ( = 258°, = -17°). Разница в направлении движения около 45°.
4. Скорость движения Солнца в Галактике относительно центра Галактики.
В трех рассмотренных выше пунктах речь идет о так называемой пекулярной, относительной скорости движения Солнца. Иными словами, пекулярная скорость — это скорость относительно космической системы отсчета.
Но Солнце, ближайшие к нему звезды, местное межзвездное облако все вместе участвуют в более масштабном движении – движении вокруг центра Галактики.
И здесь речь идет уже о совсем других скоростях.
Скорость движения Солнца вокруг центра Галактики огромна по земным меркам — 200-220 км/сек (около 850 000 км/час) или больше 40 а.е. / год.
Точную скорость Солнца вокруг центра Галактики определить невозможно, ведь центр Галактики скрыт от нас за плотными облаками межзвездной пыли. Однако все новые и новые открытия в этой области все уменьшают расчетную скорость нашего солнца. Еще совсем недавно говорили о 230-240 км/сек.
Солнечная система в Галактике движется по направлению к созвездию Лебедя.
Движение Солнца в Галактике происходит перпендикулярно направлению на центр Галактики. Отсюда галактические координаты апекса: l = 90°, b = 0° или в более привычных экваториальных координатах — = 318°, = 48°. Поскольку это движение обращения, апекс смещается и совершает полный круг за "галактический год", примерно 250 миллионов лет; угловая его скорость ~5" / 1000 лет, т.е. координаты апекса смещаются на полтора градуса за миллион лет.
Нашей Земле от роду около 30 таких «галактических лет».
Кстати, интересный факт на тему скорости движения Солнца в Галактике:
Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звёзд происходит с другой закономерностью, поэтому почти всё звёздное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звёзд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.
Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла зародиться и сохраниться жизнь.
Скорость движения Галактики во Вселенной.
Скорость движения Галактики во Вселенной принято рассматривать относительно разных систем отсчета:
— Относительно Местной группы галактик (скорость сближения с галактикой Андромеда).
— Относительно удаленных галактик и скоплений галактик (скорость движения Галактики в составе местной группы галактик к созвездию Девы).
— Относительно реликтового излучения (скорость движения всех галактик в ближайшей к нам части Вселенной к Великому Аттрактору – скоплению огромных сверхгалактик).
Остановимся подробнее на каждом из пунктов.
1. Скорость движения Галактики Млечный Путь к Андромеде.
Наша Галактика Млечный Путь также не стоит на месте, а гравитационно притягивается и сближается с галактикой Андромеда со скоростью 100-150 км/с. Основной компонент скорости сближения галактик принадлежит Млечному Пути.
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, = 333, = 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.
2. Скорость движения Галактики Млечный Путь к скоплению Девы.
В свою очередь, группа галактик, в которую входит и наш Млечный путь, как некое единое целое, движется к большому скоплению Девы со скоростью 400 км/с. Это движение также обусловлено гравитационными силами и осуществляется относительно удаленных скоплений галактик.
3. Скорость движения Галактики во Вселенной. На Великий Аттрактор!
Реликтовое излучение.
Согласно теории Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из электронов, барионов и постоянно излучающихся, поглощающихся и вновь переизлучающихся фотонов.
По мере расширения Вселенной плазма остывала и на определённом этапе замедлившиеся электроны получили возможность соединяться с замедлившимися протонами (ядрами водорода) и альфа-частицами (ядрами гелия), образуя атомы (этот процесс называется рекомбинацией).
Это случилось при температуре плазмы около 3000 К и примерном возрасте Вселенной 400 000 лет. Свободного пространства между частицами стало больше, заряженных частиц стало меньше, фотоны перестали так часто рассеиваться и теперь могли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом.
Те фотоны, которые были в то время излучены плазмой в сторону будущего расположения Земли, до сих пор достигают нашей планеты через пространство продолжающей расширяться вселенной. Эти фотоны составляют реликтовое излучение, представляющее собой равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение.
Существование реликтового излучения было предсказано теоретически Г. Гамовым в рамках теории Большого взрыва. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году.
Скорость движения Галактики относительно реликтового излучения.
Позже началось изучение скорости движения Галактик относительно реликтового излучения. Определяется это движение измерением неравномерности температуры реликтового излучения в разных направлениях.
Температура излучения имеет максимум в направлении движения и минимум в противоположном направлении. Степень отклонения распределения температуры от изотропного (2,7 К) зависит от величины скорости. Из анализа наблюдательных данных следует, что Солнце движется относительно реликтового излучения со скоростью 400 км/с в направлении =11,6, =-12 .
Такие измерения показали также и другую важную вещь: все галактики в ближайшей к нам части Вселенной, включая не только нашу Местную группу, но и скопление Девы и другие скопления, движутся относительно фонового реликтового излучения с неожиданно большой скоростью.
Для Местной группы галактик она составляет 600-650 км / сек с апексом в созвездии Гидра (=166, =-27). Выглядит это так, что где-то в глубинах Вселенной существует огромный кластер многих сверхскоплений, притягивающий материю нашей части Вселенной. Этот кластер был назван Великим Аттрактором — от английского слова «attract» — притягивать.
Поскольку галактики, входящие в состав Великого Аттрактора, скрыты межзвездной пылью, входящей в состав Млечного Пути, картографирование Аттрактора удалось выполнить только в последние годы с помощью радиотелескопов.
Великий Аттрактор находится на пересечении нескольких сверхскоплений галактик. Средняя плотность вещества в этом районе ненамного больше средней плотности Вселенной. Но за счет гигантских размеров его масса оказывается настолько велика и сила притяжения столь огромна, что не только наша звездная система, но и другие галактики и их скопления поблизости движутся в направлении Великого Аттрактора, формируя огромный поток галактик.
Итак, подведем итоги.
Скорость движения Солнца в Галактике и Галактики во Вселенной. Сводная таблица.
Иерархия движений, в которых принимает участие наша планета:
— вращение Земли вокруг Солнца;
— вращение вместе с Солнцем вокруг центра нашей Галактики;
— движение относительно центра Местной группы галактик вместе со всей Галактикой под действием гравитационного притяжения созвездия Андромеда (галактики М31);
— движение к скоплению галактик в созвездии Девы;
— движение к Великому Аттрактору.
Скорость движения Солнца в Галактике и скорость движения Галактики Млечный Путь во Вселенной. Сводная таблица.
Сложно себе представить, а еще сложнее рассчитать, как далеко мы перемещаемся каждую секунду. Расстояния эти — огромны, а погрешности в таких расчетах пока еще достаточно велики. Вот какими данными располагает наука на сегодняшний день.
Источник: www.adsl.kirov.ru
«Движение — это жизнь». Сколько песен на эту тему сложено!… «В мельканье дней, скоростей и огней» все куда-то мчатся и бегут. Когда замолкают лирики, включают калькуляторы физики. Попробуем разобраться.
Наш корабль — Земля
Земля оборачивается вокруг своей оси, что обуславливает смену времени суток. Если вы стоите на экваторе, то вы оборачиваетесь вместе с планетой со скоростью 1600 километров в час. Но если вы находитесь на полюсах, то вы не движетесь вообще, просто оборачиваясь вокруг своей оси. Житель средних широт, и Украины в частности, движется вокруг оси со скоростью приблизительно равной 900-1000 км/час.
Земля путешествует вокруг солнца, делая полный оборот вокруг светила, который принято называть годом. Наша планета за этот период проходит 942 миллиона километров по этой орбите, возвращаясь к той же исходной точке отсчёта. Это значит, что и мы вместе с нею движемся вокруг звезды со скоростью 107 тысяч километров в час.
Что быстрее скорости света?
Продолжаем увеличивать масштаб и уже видим, что вся наша Солнечная система путешествует в Галактике. Учёные посчитали, что Солнце со всеми привязанными к нему гравитацией планетами имеет скорость 72420 км/час относительно других звёздных систем нашей Галактики.
Родная Галактика тоже оборачивается вокруг своей оси, делая примерно один оборот за 200-250 миллионов лет. И мы, следуя за её центробежной силой, движемся со скоростью 885 тысяч километров в час уже как вся Солнечная Система.
На перекрестках галактик
Но и это ещё не всё. Млечный Путь тоже движется относительно других галактик, и эту скорость принято считать равной 405500 км/час. Но в трёхмерном пространстве мы также двигаемся по направлению к Созвездию Гидры со скоростью около 2 миллионов км/час, а к Созвездию Девы также — примерно с половиной этой скорости! Вообщем, складывая все эти вектора движения наша галактика движется во Вселенной со скоростью 3.6 миллиона километров в час.
Вселенский часовой механизм
Таким образом, чем дальше от нас, тем всё труднее определить скорость движения, поскольку она увеличивается экспоненциально. Мы можем замерить нашу скорость только относительно, поскольку все другие планеты, звёзды, галактики тоже двигаются. Суммируя все вышеизложенные величины, получаем, что относительную скорость равную приблизительно 4 миллионам 600 тысячам километров в час, или 1280 километрам в секунду. Эта сумма нам кажется фантастической и мы её не чувствуем только потому, что сами являемся частью этой сверхскоростной машины. Вот почему скорость — относительная величина, а Эйнштейн — гений.
Видео можно посмотреть здесь.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Физики ответили, почему время движется вперед
«Время не имеет импульса, хотя и обладает энергией». К такому выводу в 1930-тых пришел профессор Пулковской обсерватории, астрофизик Николай Козырев. Это означает, что в момент Большого взрыва было задано единственное направление движения, получившее в науке название «стрела времени».
Источник: kp.ua
Вселенная крутится, как юла. Астрономы обнаружили следы вращения мироздания.
До сих пор большинство исследователей склонялось к мнению, что наше мироздание статично. Или если и движется, то чуть-чуть. Каково же было удивление команды ученых из Мичиганского университета (США) во главе с профессором Майклом Лонго, когда они обнаружили в космосе явные следы вращения нашего мироздания. Выходит, с самого начала, еще при Большом взрыве, когда только рождалась Вселенная, она уже вращалась. Как будто кто-то запустил ее, как юлу. И она до сих пор крутится-вертится.
Исследования велись в рамках международного проекта «Цифровой обзор неба Слоана» (Sloan Digital Sky Survey). И этот феномен ученые обнаружили, каталогизировав направление вращения около 16 000 спиральных галактик со стороны северного полюса Млечного Пути. Вначале ученые пытались найти доказательства того, что Вселенная обладает свойствами зеркальной симметрии. В таком случае, рассуждали они, количество галактик, которые вращаются по часовой стрелке, и тех, что «закручены» в противоположном направлении, было бы одинаковым, сообщает pravda.ru.
Но оказалось, что по направлению к северному полюсу Млечного пути среди спиральных галактик преобладает вращение против часовой стрелки, то есть они ориентированы в правую сторону. Эта тенденция просматривается даже на расстоянии более 600 миллионов световых лет.
— Нарушение симметрии небольшое, всего около семи процентов, но вероятность того, что это такая космическая случайность — где-то около одной миллионной, — прокомментировал профессор Лонго. — Полученные нами результаты очень важны, поскольку они, похоже, противоречат практически всеобщему представлению о том, что если взять достаточно большой масштаб, то Вселенная будет изотропной, то есть не будет иметь выраженного направления.
По словам специалистов, симметричная и изотропная Вселенная должна была возникнуть из сферически симметричного взрыва, который по форме должен был напоминать баскетбольный мяч. Однако, если бы при рождении Вселенная вращалась вокруг своей оси в определенном направлении, то галактики сохранили бы это направление вращения. Но, раз они вращаются в разных направлениях, следовательно, и Большой взрыв имел разностороннюю направленность. Тем не менее, скорее всего, Вселенная до сих пор продолжает вращаться.
В общем-то, астрофизики и раньше догадывались о нарушении симметрии и изотропности. Их догадки были основаны на наблюдениях других гигантских аномалий. К ним относятся следы космических струн — невероятно протяженные дефекты пространства-времени нулевой толщины, гипотетически родившиеся в первые мгновения после Большого взрыва. Появлении «синяков» на теле Вселенной — так называемых отпечатков от прошлых ее столкновений с другими вселенными. А также движение «Темного потока» — огромных размеров поток галактических кластеров, несущихся на огромной скорости в одном направлении.
Источник: www.stena.ee
Измерения зонда IBEX, который следит за атомами нейтрального гелия, свободно проникающими внутрь гелиосферы, показали, что в 2009-2010 годах скорость Солнечной системы в межзвездной среде составляла 22,8 километра в секунду. В то же время аналогичные измерения космического аппарата "Улисс" (Ulysses), сделанные в 1993 году, дали значительно большую скорость — 26,3 километра в секунду.
"С чем связано такое "замедление" движения Солнца в межзвездной среде еще предстоит понять. Над этим сейчас работают несколько научных групп, в том числе и наша группа", — сказал РИА Новости Владислав Измоденов, завлабораторией Института космических исследований РАН, который участвует в анализе данных с IBEX.
Гелиосфера — область, заполненная солнечным ветром, находится на расстоянии около 16 миллиардов километров от Солнца. На этом расстоянии поток заряженных частиц солнечного ветра и магнитное поле Солнца ослабевают настолько, что больше не могут преодолеть давление межзвездного вещества, в котором отдельные атомы и мелкие частицы пыли путешествуют со скоростью около 30 километров в секунду относительно Солнца.
На границе устанавливается равновесие, которое и определяет форму и размеры гелиосферы — гигантского газового пузыря, внутри которого находится Солнечная система. Заряженные частицы межзвездного газа не могут проникнуть внутрь этого "пузыря", однако нейтральные атомы водорода, гелия и кислорода проникают сквозь границу.
Детекторы зонда IBEX (Interstellar Boundary Explorer) предназначены для обнаружения таких высокоэнергетических нейтральных частиц. Изучая их, ученые могут исследовать свойства межзвездного пространства, куда человечество еще не смогло проникнуть: зонд "Вояджер-1" пока только приближается к этой границе.
Прибор IBEX-Lo измерял характеристики атомов межзвездного гелия, которые, в отличие от атомов водорода и кислорода, проникают внутрь гелиосферы беспрепятственно (атомы водорода взаимодействуют с протонами на границе гелиосферы).
"Измеряя параметры газа, состоящего из атомов межзвездного гелия, мы можем определить непосредственно направление и скорость движения Солнца в окружающей его (и всю Солнечную систему) межзвездной среде", — сказал ученый.
Такие измерения были сделаны впервые в 1993 году с помощью прибора GAS на борту зонда "Улисс". Тогда движение межзвездного гелия оказалось направлено в точку с эклиптическими координатами 75,2 градуса северной широты и 5,2 градуса западной долготы. Скорость потока, а значит скорость самой Солнечной системы в межзвездном пространстве оказалась равна 26,3 километра в секунду.
Новые данные IBEX, полученные спустя более чем 15 лет — в 2009 году показали, что вектор движения сместился на четыре градуса к северу — к 79,2 градуса северной широты, а направление по долготе почти не изменилось (5,1 градуса западной долготы). В то же время скорость оказалась ниже — 22,8 километра в секунду.
По мнению некоторых ученых, эти факты могут означать, что Солнечную систему сейчас окружает межзвездная среда, со свойствами отличными от тех, которые были в 1993 году. (Фотонный пояс- более плотная Космическая среда)
Изменение направления движения атомов межзвездного гелия означает, что могла измениться и геометрия межзвездного магнитного поля и баланс давления — "вероятнее всего, из-за более высокой плотности межзвездной плазмы и силы межзвездного магнитного поля", говорится в статье.
Ранее зонд IBEX занимался картографированием границы гелиосферы и обнаружил на гелиосфере загадочную полосу с повышенными потоками энергичных частиц, который опоясывал "пузырь" гелиосферы
Источник
Источник: ru-fenomen.livejournal.com
