Скорость движения солнца вокруг центра галактики: Какова скорость движения Солнечной системы по Галактике |

Содержание

движение Земли относительно галактики / Хабр

Нет такой вещи в жизни, как вечное спокойствие разума. Жизнь – сама по себе есть движение, и не может существовать без желаний, страха, и чувств.

Томас Хоббс

Читатель спрашивает:

Я нашла на YouTube видео с теорией о спиральном движении Солнечной системы через нашу галактику. Оно не показалось мне убедительным, но я хотела бы услышать это от тебя. Является ли оно правильным с научной точки зрения?

Сначала давайте посмотрим само видео:

Некоторые утверждения в этом видео верны. Например:

планеты вращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости

Солнечная система двигается по галактике с углом в 60° между галактической плоскостью и плоскостью вращения планет

Солнце во время своего вращение вокруг Млечного пути, двигается вверх-вниз и внутрь-наружу по отношению к остальной галактике

Всё это так, но при этом в видео все эти факты показаны неправильно.

Известно, что планеты двигаются вокруг Солнца по эллипсам, согласно законам Кеплера, Ньютона и Эйнштейна. Но картинка слева неправильная с точки зрения масштаба. Она неправильная в смысле форм, размеров и эксцентриситетов. И хотя на диаграмме справа орбиты меньше похожи на эллипсы, орбиты планет выглядят примерно так с точки зрения масштабов.

Возьмём ещё один пример – орбиту Луны.

Известно, что Луна вращается вокруг Земли с периодом чуть менее месяца, а Земля вращается вокруг Солнца с периодом в 12 месяцев. Какая из представленных картинок лучше демонстрирует движение Луны вокруг Солнца? Если сравнить расстояния от Солнца до Земли и от Земли до Луны, а также скорость вращения Луны вокруг Земли, и системы Земля/Луна – вокруг Солнца, то окажется, что наилучшим образом ситуацию демонстрирует вариант D. Можно их преувеличить для достижения каких-то эффектов, но количественно варианты A, B и C некорректны.

Теперь перейдём к движению Солнечной системы через галактику.

Сколько в нём содержится неточностей. Во-первых, все планеты в любой момент времени находятся в одной плоскости. Нет никакого отставания, которое бы более удалённые от Солнца планеты демонстрировали по отношению к менее удалённым.

Во-вторых, вспомним реальные скорости планет. Меркурий двигается в нашей системе быстрее всех остальных, вращаясь вокруг Солнца со скоростью 47 км/с. Это на 60% быстрее орбитальной скорости Земли, примерно в 4 раза быстрее Юпитера, и в 9 раз быстрее Нептуна, который двигается по орбите со скоростью 5,4 км/с. А Солнце летит сквозь галактику со скоростью 220 км/с.

За время, требуемое Меркурию на один оборот, вся Солнечная система пролетает 1,7 миллиардов километров по своей внутригалактической эллиптической орбите. При этом радиус орбиты Меркурия составляет всего 58 миллионов километров, или всего 3,4% от того расстояния, на которое продвигается вся Солнечная система.

Если бы мы построили движение Солнечной системы по галактике в масштабе, и посмотрели бы, как двигаются планеты – мы бы увидели следующее:

Представьте, что вся система – Солнце, луна, все планеты, астероиды, кометы, двигаются с большой скоростью под углом около 60° относительно плоскости Солнечной системы. Как-то так:

Если соединить всё это вместе, мы получим более точную картинку:

А что насчёт прецессии? И также насчёт колебаний вниз-вверх и внутрь-наружу? Всё это так, но на видео это показано в чрезмерно преувеличенном и неправильно интерпретированном виде.

Действительно, прецессия Солнечной системы происходит с периодом в 26000 лет. Но не существует никакого спиралевидного движения, ни у Солнца, ни у планет. Прецессию осуществляют не орбиты планет, а ось вращения Земли.

Полярная звезда не расположена постоянно непосредственно над Северным полюсом. Большую часть времени у нас нет полярной звезды. 3000 лет назад Кохаб был ближе к полюсу, чем Полярная звезда. Через 5500 лет полярной звездой станет Альдерамин. А через 12000 лет Вега, вторая по яркости звезда в Северном полушарии, будет отстоять всего на 2 градуса от полюса. Но именно это меняется с частотой раз в 26000 лет, а не движение Солнца или планет.

Как насчёт солнечного ветра?

Это излучение, идущее от Солнца (и всех звёзд), а не то, во что мы врезаемся, двигаясь по галактике. Горячие звёзды испускают быстро двигающиеся заряженные частицы. Граница Солнечной системы проходит там, где солнечный ветер уже не имеет возможности отталкивать межзвёздную среду. Там проходит граница гелиосферы.

Теперь насчёт движений вверх и вниз и внутрь и наружу по отношению к галактике.

Поскольку Солнце и Солнечная система подчиняются гравитации, именно она доминирует над их движением. Сейчас Солнце расположено на расстоянии 25-27 тысяч световых лет от центра галактики, и двигается вокруг него по эллипсу. При этом все остальные звёзды, газ, пыль, двигаются по галактике также по эллипсам. И эллипс Солнца отличается от всех остальных.

С периодом в 220 миллионов лет Солнце совершает полный оборот вокруг галактики, проходя немного выше и ниже центра галактической плоскости. Но поскольку вся остальная материя галактики двигается так же, ориентация галактической плоскости со временем меняется. Мы можем двигаться по эллипсу, но галактика представляет собою вращающуюся тарелку, поэтому мы и двигаемся вверх-вниз по ней с периодом в 63 миллиона лет, хотя наше движение внутрь и наружу происходит с периодом в 220 миллионов лет.

Но никакого «штопора» планеты не делают, их движение искажено до неузнаваемости, видео неправильно рассказывает о прецессии и солнечном ветре, а текст полон ошибок. Симуляция сделана очень красиво, но она была бы гораздо красивее, если бы была правильной.

Насколько быстро движется Земля? | New-Science.ru

Общие знания

17.12.2022

1 243 2 минут чтения

С нашей повседневной точки зрения Земля кажется неподвижной. Всего несколько сотен лет назад идея о том, что Земля движется, считалась безумием, но сейчас это уже общеизвестный факт. Несмотря на то, что мы не чувствуем движения Земли, наш родной мир в настоящее время вращается вокруг своей оси и одновременно движется вокруг Солнца. Поскольку под действием земного притяжения наши ноги прочно стоят на поверхности, мы не ощущаем движения Земли. Как же быстро движется Земля?

Скорость вращения

Каждый человек на Земле испытывает на себе влияние вращения Земли. У нас есть день и ночь — цикл, который повторяется каждые 24 часа, пока Земля вращается вокруг своей оси. Поскольку полный день длится 24 часа, именно столько времени требуется Земле, чтобы совершить один полный оборот. Интересно, что, зная время, необходимое для вращения Земли, и окружность Земли вокруг экватора, можно легко вычислить скорость вращения Земли. Для этого достаточно разделить окружность на длину дня. Окружность Земли составляет около 40 070 км, которые мы можем разделить на 24 часа, чтобы получить скорость. Таким образом, мы получаем скорость вращения 1 670 километров в час. Поскольку это число рассчитано по окружности на экваторе, скорость вращения Земли не одинакова по всей планете. По мере удаления от экватора на север или юг скорость вращения Земли уменьшается.

Орбитальная скорость

Помимо того, что Земля вращается вокруг своей оси, она также движется по орбите вокруг Солнца. Орбитальная скорость рассчитывается примерно так же, как и скорость вращения. Вы должны знать время, необходимое Земле для обращения вокруг Солнца, и общее расстояние, пройденное Землей вокруг Солнца. Как только вы узнаете эти цифры, вы просто разделите расстояние на время, чтобы получить скорость. Время, необходимое Земле для обращения вокруг Солнца, составляет один год, или около 365 дней. За год Земля проходит 940 миллионов километров. Разделив это число на 365 дней, мы получим скорость 2,6 миллиона километров в день. Каждый час равен 107 226 километров в час.

Скорость Солнечной системы

Хотя все мы, скорее всего, знакомы с тем, что Земля вращается и движется по орбите вокруг Солнца, это только две формы движения, которые испытывает Земля. В дополнение к этим двум величинам, Земля также движется вокруг Млечного Пути вместе с Солнцем. Как и все планеты, Солнце также имеет орбиту. В случае с Солнцем оно вращается вокруг центра галактики Млечный Путь, увлекая за собой всю Солнечную систему. В данный момент Солнечная система движется по Млечному Пути со скоростью 720 000 километров в час. Хотя это может показаться необычайно быстрым, Солнцу потребуется около 230 миллионов лет, чтобы обогнуть галактику.

Галактическая скорость

Все галактики во Вселенной движутся в пространстве, в том числе и наша родная галактика — Млечный Путь. В настоящее время наша галактика движется к галактике Андромеды со скоростью 112 километров в секунду. Когда-нибудь в ближайшие четыре-пять миллиардов лет Млечный Путь и Андромеда начнут сталкиваться, и в конечном итоге сольются в одну галактику.

Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram

космос — Мы уже движемся быстрее света?

спросил
6 лет, 1 месяц назад

Изменено
6 лет, 1 месяц назад

Просмотрено
1к раз

$\begingroup$

Итак, скорость вращения Земли вокруг Солнца 30 км/с[1], скорость вращения Солнца вокруг центра Млечного Пути ~200 км/с[2], скорость вращения Млечного Пути 828 000 км /ч[3], т. е. 230000 м/с. Поскольку скорость света составляет 3 000 000 000 м/с, значит, в еще большем масштабе (большем, чем скопления) мы уже движемся быстрее скорости света? Или я совсем не прав?

свет
пробел
скорость

$\endgroup$

$\begingroup$

Краткий ответ

НЕТ.

Длинный ответ —

Земля «качается» вокруг своей полярной оси. Это движение не имеет отношения (ИМО) к расчетам, необходимым для возвращения на Землю из межзвездного пространства, поскольку это движение «на месте», но оно существует.
Земля вращается вокруг своей оси. Для этих расчетов мы будем использовать экватор с окружностью ок. 25 000 миль. Один оборот Земли составляет ок. 24 часа. Опять же, это движение «на месте», поэтому оно не имеет отношения к космическим путешествиям, но дополняет нашу модель «стационарного кресла».
25000/24 = 1041,7 миль в час
Земля обращается вокруг Солнца один раз в год. Окружность земной орбиты составляет ок. 607,6 миллиона миль {или 940 миллионов километров}. Один год составляет ок. 365 дней
365 дней х 24 = 8760 часов
607 600 000/8760 = 69,360,73 миль в час

На данный момент у нас есть в основном 3 направления движения {колебание, вращение и
орбита} и общая скорость 1041,70 + 69 360,73 = 70 402,43 миль в час для
человек, сидящий в кресле на экваторе.

Солнце {и, следовательно, Солнечная система} движется к созвездию Геркулеса, а именно к звезде Лямбда Геркулеса со скоростью 12 миль в секунду {или 20 километров в секунду}, что составляет 43 200 миль в час
Солнечная система тоже движется вверх, на 90 градусов к плоскости Млечного Пути, со скоростью 4,34 мили в секунду или 15 624 мили в час. Но на самом деле мы покидаем Галактику на расстоянии около 50 световых лет и уйдем на 250 световых лет, прежде чем она развернется. Подробности механики этого объясняются по ссылке ниже. Мы также пересекли галактическую плоскость 2 миллиона лет назад.
Солнечная система вращается вокруг Галактики с «оценочной» скоростью 124 мили в секунду (или 200 километров в секунду), что составляет 446 400 миль в час. Как рассчитывается эта цифра, можно посмотреть по ссылке ниже.
Таким образом, наш «кресельный астронавт» теперь движется в 6 различных направлениях и имеет общую скорость примерно 574 585 миль в час 9.8 = 0,00085620826
$\endgroup$
$\begingroup$
Краткий ответ: нет .
Всякий раз, когда вы упоминаете скорость, вы должны указать, относительно чего вы измеряете скорость. Когда дорожный знак говорит о максимальной скорости 50 км/ч, это означает относительно поверхности Земли. При измерении скорости в пространстве нет такой очевидной системы отсчета. Теория относительности не позволяет объектам двигаться в пространстве друг относительно друга со скоростью, превышающей скорость света.
Для объектов внутри галактики сила галактики определяет их движение. Мы находимся на орбите галактики, но наша скорость относительно любой другой части галактики намного ниже скорости света.
На больших расстояниях поток Хаббла доминирует над движением: далекие галактики удаляются от нас. Более далекие галактики удаляются от нас быстрее. Галактики размером более 4 миллиардов парсеков (или 13 миллиардов световых лет) будут удаляться быстрее скорости света. Это не нарушает теорию относительности, поскольку пространство-время растягивается между ними и нами. Объекты не могут двигаться в пространстве со скоростью, превышающей скорость света, но если пространство-время между объектами расширяется, то может казаться, что они движутся быстрее скорости света, в зависимости от вашей точки зрения.
Ни один из этих ответов не следует рассматривать как противоречащий приведенному выше короткому ответу.
Нет , мы не движемся в пространстве быстрее скорости света относительно любого объекта в нашей системе отсчета.
$\endgroup$
$\begingroup$
Вы совершенно не правы, но это хороший вопрос. Леонард Сасскинд на самом деле использует что-то вроде сценария, на который вы ссылаетесь, чтобы продемонстрировать, как складывать скорости, когда такие вещи, как специальная теория относительности (которая немного отличается от того, о чем вы говорите, но достаточно похожа для этого обсуждения) имеют значение. беспокойство. Вот несколько ссылок на математику, лежащую в основе добавления скоростей в специальной теории относительности (опять же, технически не то, о чем вы говорите, но достаточно похоже).
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/velocity.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Relativ/einvel.html
Ничего в вашей системе отсчета (представьте, что вы наблюдатель, для которого солнце движется на самом-самом-самом пределе скорость света) может двигаться со скоростью выше скорости света (в вакууме). Многие люди могут очень хорошо описать последствия этого (достаточно хорошо, чтобы в любом случае убедиться, что это надежная теория), но я не думаю, что кто-то знает точно почему скорость света действует как предел космической скорости.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот лекция Сасскинд: https://www.youtube.com/watch?v=qfTJP7Soto4
$\endgroup$
Плохая астрономия | Новые наблюдения показывают, что мы ближе к галактическому центру, чем считалось ранее
Компиляция старых и новых наблюдений из Японии пересмотрела пару важных физических измерений Солнца в галактике: Согласно результатам, Солнце вращается по орбите. галактический центр немного быстрее и, что более интересно, находится ближе к галактическому центру, чем считалось ранее.
Эй, в центре Млечного Пути есть сверхмассивный черный объект! Это проблема?
Нет. Самое последнее измерение расстояния до этого дало нам около 26 600 световых лет от центра. Новый стоит 25800. Это всего на 3% ближе, и мы все еще далеко от черной дыры.
Если тебе от этого станет легче, это около 260 квадриллионов километров — 260 000 000 000 000 000. Немного похода. Мы в безопасности.
Новые измерения основаны на методе радиоастрометрии — использовании радиоволн для измерения расстояний до объектов. В этом случае они использовали параллакс: видимое движение объекта, когда Земля вращается вокруг Солнца. Как я уже писал:
Вкратце: по мере того, как Земля движется вокруг Солнца, мы видим близкие объекты под несколько иным углом (например, выставив большой палец и моргая сначала одним глазом, затем другим; кажется, что ваш большой палец двигается вперед и назад относительно более удаленные объекты). Мы знаем, насколько велика орбита Земли, поэтому измерение углов движения звезд дает нам их расстояние, если вы примените небольшой триггер.
Более подробно я расскажу в эпизоде «Расстояния» «Ускоренного курса астрономии», если хотите.
Эта идея проста в теории, но сложна на практике, потому что, когда Земля вращается вокруг Солнца, Солнце вращается вокруг центра галактики, и другие объекты также вращаются вокруг него, и все они движутся с разными скоростями. Это немного запутанно, но помогает то, что на определенном расстоянии от галактического центра все имеет тенденцию двигаться примерно с одинаковой скоростью. Сочетание этого с тем, где они находятся на небе, позволяет измерять их расстояния и скорости; вам нужно учитывать, где они находятся на своей орбите и под каким углом мы их видим. Это похоже на наблюдение за гоночными автомобилями, движущимися по трассе: кажется, что некоторые движутся к вам, а некоторые — в сторону, в зависимости от того, где они находятся, даже если все они движутся с одинаковой скоростью.
Для проведения этих измерений требуется очень высокое разрешение, и астрономы в этом случае использовали VERA: интерферометрию со сверхдлинной базой (или VLBI) Исследование радиоастрометрии. Это массив из четырех 20-метровых радиотарелок по всей Японии, использующих очень сложную технику для объединения их мощности, как если бы они были одним телескопом с тарелкой размером с их след на острове. Они разбросаны на 2000 км, так что получается больших телескопов.
Астрономы измерили местоположение и скорости сотен объектов в галактике Млечный Путь, чтобы триангулировать положение и скорость Солнца, и обнаружили, что мы находимся на расстоянии 25 800 световых лет от центра и движемся вокруг него на 239км/сек. Фото: NAOJ
Они наблюдали мазеры: они похожи на лазеры, но излучают микроволновую энергию вместо видимого света. Это производится в газовых облаках, где рождаются звезды. Молекулы воды или метанола в облаках наполняются энергией формирующихся там молодых звезд и повторно излучают этот свет очень мощным образом. Эти объекты хорошо видны по всей галактике, что делает их очень полезными для радиоастрометрии. Астрономы использовали 224 объекта из старых и новых наблюдений, чтобы составить карту местоположений и скоростей всех объектов вокруг галактического ядра.
Когда все это сделано (с помощью физической модели вращения галактики), можно найти расстояние от Солнца до галактического центра, а также его угловую скорость (например, сколько времени требуется, чтобы совершить оборот на 360° вокруг галактика, которая находится на одной орбите).
Расстояние, рассчитанное в новой работе, 25 800 световых лет, действительно ближе, чем старые измерения, хотя и согласуется с ними, учитывая погрешности в измерениях. Большинство методов получают около 26 000 световых лет.
Измерить скорость Солнца на его орбите вокруг Млечного Пути сложнее (если это вообще возможно), но в итоге получают скорость 239километров в секунду. Это довольно быстро! Но гравитация галактики сильна, и для обращения вокруг нее нужна быстрая звезда.
На случай, если вы заблудитесь, вы в 25 800 световых годах (или около того) от центра Млечного Пути. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech) & Phil Plait
Международный астрономический союз, официальный хранитель астрономических имен, чисел и тому подобного™, указывает расстояние и скорость Солнца как 27 700 световых лет и 232 км/сек. Они были приняты в качестве стандартов в 1985, и с тех пор ситуация немного изменилась. Большинство измеренных расстояний меньше, хотя скорости имеют тенденцию колебаться около этого значения. Но если предположить, что новая работа верна, Солнце на самом деле почти на 2000 световых лет ближе к центру Млечного Пути и движется на 7 км/сек быстрее.
Имейте в виду, Солнце на самом деле не ближе и не движется быстрее, чем раньше! Мы просто получаем более точные измерения того, что он на самом деле делает.
Кстати, если использовать эти новые номера, это означает, что вс занимает 219миллионов лет, чтобы один раз облететь галактику. Иногда его называют Галактическим или Космическим годом. Это число меньше, чем предыдущие оценки (от 230 до 250 миллионов лет или около того), потому что новая работа получает более близкое расстояние к центру Млечного Пути (и, следовательно, меньший орбитальный круг) и немного более высокую скорость.
Этот номер имеет ограниченное научное значение, но он интересен. Также моя подруга и астроном Джесси Кристенсен поняла, что это означает, что динозавры жили на другом конце галактики!
Меня всегда интересовала галактическая археология, но я не думаю, что они это имели в виду.