速度可達每秒360公里,地球正高速穿越宇宙空間,我們卻毫無感覺
在人們的大部分印象裏,地球一直在自轉的同時圍着太陽公轉,除此之外,就沒有什麼其他特別的運動方式了。
【太陽系】
但其實地球除了這兩個常規運動方式以外,還正在以每秒360公里的速度,高速穿越宇宙空間,但是我們卻毫無感覺,這是爲什麼呢?
太陽系的形成
現代科學通過調查認爲,太陽系誕生於46億年前。
剛開始的時候,太陽系還不像現在一樣擁有這麼多的天體星球,而是一片龐大的氣體塵埃雲,也就是太陽星雲。
【太陽星雲模擬圖】
隨着時間的推移,這些氣體和塵埃逐漸形成了一個旋轉的盤狀結構——原恆星盤。盤中的物質開始向中心聚集,慢慢形成了一個密度和溫度逐漸增加的區域。
當時中心物質的密度和溫度足夠高時,便引發了核聚變反應——太陽便就此誕生了。
【太陽的形成】
而在太陽形成的同時,原恆星盤中的物質繼續聚集,形成了所謂的星子。這些星子又通過相互碰撞和合並,最終形成了行星。
這些行星又被分成了內行星和外行星。
因爲靠近太陽,溫度也相對較高,導致行星上的揮發性物質留存較少,因此形成了主要由岩石和金屬組成的內行星(水星、金星、地球和火星)。
【水星】
而那些遠離太陽的區域溫度較低,冰和一些容易揮發的物質容易留存,進而形成了主要由氣體和冰組成的外行星(木星、土星、天王星和海王星)。
另外還有一些剩餘物質,它們組成了小行星、彗星和其他小天體。這些小天體分佈在太陽系的各個區域,如小行星帶和柯伊伯帶。
【柯伊伯帶】
在時間的流逝中,這些星球天地逐漸受到各種引力的影響,開始在各自的“崗位上”各司其職,形成了我們現在瞭解的太陽系。
太陽系之所以叫太陽系,除了太陽是其中心以外,也因爲太陽吸收了整個星系99.86%的物質。
也正是因爲太陽擁有這麼大的質量,才能吸引其他星球圍繞其進行公轉(牛頓的萬有引力定理:質量越大,引力越大)。
星系的旋轉
我們都知道地球在自轉,同時也在圍繞着太陽旋轉,而太陽也在圍繞着更大的星系——銀河系旋轉,所以太陽不是靜止的,且一直在帶着太陽系的其他行星“跑操”。
【太陽系的運動】
銀河系的形成方式和太陽系差不多,主要由核球、旋臂、銀盤和銀暈組成,因爲形成過程中和另一個星系發生了碰撞,所以銀暈內充滿了各種恆星,銀盤也變得厚實了起來。
而銀河系旋轉的中心不是一個超大恆星,而是一個超大質量的黑洞。
這個黑洞名爲人馬座A*,其質量是太陽的440萬倍,它所具有的引力,也讓整個銀河系圍繞着它緩緩旋轉。
【人馬座A*設想圖】
太陽系也以每秒217公里的速度繞着人馬座A*旋轉。
但是同樣的,這個人馬座A*黑洞也不是靜止不動的,它也在帶着銀河系圍繞本星系羣旋轉。
本星系羣主要包括銀河系和仙女座星系,根據科學家當下的觀測,銀河系現在正在以每秒110公里的速度接近仙女座星系。
【仙女座星系】
按照這個狀態,銀河系很有可能在40億年之後,和仙女座星系發生碰撞,甚至可以說,銀河系和仙女座星系的邊緣已經有了接觸。
不過兩個星系雖然大,但並不是的兩塊緻密的整體,與其說是兩個星系在發生碰撞,不如說是兩個星系在慢慢融合。
地球的高速移動
在跟隨星系旋轉的同時,地球自身也因爲這些旋轉和宇宙中的其他外力,以每秒360公里速度跨越着宇宙空間。
而地球的移動的方向正是長蛇座所在的位置。
【長蛇座】
如果把長蛇座當做參考標準的話,那麼包含着銀河系的拉尼亞凱亞超星系團也在以每秒600千米的速度朝着這個方向移動。
所以科學家們推測,在長蛇座附近的位置,可能存在一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的“奇點”,這個奇點的引力吸引了周圍超大範圍內的星系。
【“奇點”概念圖】
而從慣性的角度來看,人類在地球上時,也會和地球有着一樣的速度,就像人坐在勻速行駛的車裏,明明沒有動作,卻仍能日行千里。
只有當剎車或者加速的時候,車裏的人才能感受到速度的存在和變化,同時還會因爲慣性“人仰馬翻”。
所以,要感知物體的運動,還要選擇正確的參照物。如果把太陽和月亮設爲參照物,那麼地球很明顯就在進行旋轉,如果把地球作爲參照物,那麼我們就是相對靜止在地球上。
這也是爲什麼“地心說”能統治歐洲天文學十多個世紀的原因。
【地心說和日心說】
但是地球在整個宇宙的運動,我們很難找到一個合適的參照物來研究地球除自轉和公轉以外的運動——因爲宇宙中大大小小的星球實在太多了。
同時人類對於地球來說是非常渺小的,所以能夠被地球的引力牢牢吸住,自然也不會被地球旋轉產生的力給“甩出去”。
總之,也正是因爲這些原因,我們才感覺不到地球在運動。
參考資料:
【1】一個大家長,帶着八個兄弟姐妹——認識太陽系·中國數字科技館
【2】太陽系的由來·中國科學院