Ako rýchlo sa pohybujeme vesmírom?

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Pri čítaní tohto článku sedíte, stojíte alebo ležíte a nemáte pocit, že sa Zem otáča okolo svojej osi závratnou rýchlosťou – asi 1 700 km/h na rovníku. Rýchlosť otáčania sa však po prepočte na km/s nezdá byť taká rýchla. Výsledkom je 0,5 km/s – sotva znateľný záblesk na radare v porovnaní s inými rýchlosťami okolo nás.

Rovnako ako ostatné planéty v slnečnej sústave, aj Zem sa točí okolo Slnka. A aby sa udržal na svojej obežnej dráhe, pohybuje sa rýchlosťou 30 km/s. Venuša a Merkúr, ktoré sú bližšie k Slnku, sa pohybujú rýchlejšie, Mars, ktorý obieha za obežnou dráhou Zeme, sa pohybuje oveľa pomalšie ako on.

Ale ani Slnko nestojí na jednom mieste. Naša galaxia Mliečna dráha je obrovská, masívna a tiež mobilná! Všetky hviezdy, planéty, plynové oblaky, prachové častice, čierne diery, temná hmota – to všetko sa pohybuje relatívne k spoločnému ťažisku.

Podľa vedcov sa Slnko nachádza vo vzdialenosti 25 000 svetelných rokov od stredu našej galaxie a pohybuje sa po eliptickej dráhe, pričom každých 220 – 250 miliónov rokov urobí úplnú revolúciu. Ukazuje sa, že rýchlosť Slnka je asi 200-220 km / s, čo je stokrát vyššia ako rýchlosť pohybu Zeme okolo osi a desaťkrát vyššia ako rýchlosť jej pohybu okolo Slnka. Takto vyzerá pohyb našej slnečnej sústavy.

Je galaxia nehybná? Opäť nie. Obrovské vesmírne objekty majú veľkú hmotnosť, a preto vytvárajú silné gravitačné polia. Dajte vesmíru trochu času (a my sme ho mali - asi 13,8 miliardy rokov) a všetko sa začne pohybovať smerom k najväčšej príťažlivosti. To je dôvod, prečo vesmír nie je homogénny, ale pozostáva z galaxií a skupín galaxií.

Čo to pre nás znamená?

To znamená, že Mliečna dráha je priťahovaná k sebe inými galaxiami a skupinami galaxií v okolí. To znamená, že tomuto procesu dominujú masívne objekty. A to znamená, že nielen našu galaxiu, ale aj všetkých okolo nás ovplyvňujú tieto „traktory“. Sme čoraz bližšie k pochopeniu toho, čo sa s nami deje vo vesmíre, no stále nám chýbajú fakty, napr.

• aké boli počiatočné podmienky, za ktorých sa zrodil vesmír;
• ako sa rôzne hmoty v galaxii pohybujú a menia v priebehu času;
• ako vznikla Mliečna dráha a okolité galaxie a zhluky;
• a ako sa to deje teraz.

Existuje však trik, ktorý nám pomôže na to prísť.

Vesmír je vyplnený reliktným žiarením s teplotou 2,725 K, ktoré sa zachovalo z čias Veľkého tresku. Miestami sú nepatrné odchýlky - asi 100 μK, ale celkové teplotné pozadie je konštantné.

Je to preto, že vesmír vznikol v dôsledku Veľkého tresku pred 13,8 miliardami rokov a stále sa rozširuje a ochladzuje.

380 000 rokov po Veľkom tresku sa vesmír ochladil na takú teplotu, že bolo možné vytvárať atómy vodíka. Predtým fotóny neustále interagovali so zvyškom častíc plazmy: zrážali sa s nimi a vymieňali si energiu. Keď sa vesmír ochladzuje, nabitých častíc je menej a priestor medzi nimi je väčší. Fotóny sa mohli voľne pohybovať v priestore. Reliktné žiarenie sú fotóny, ktoré boli emitované plazmou smerom k budúcemu umiestneniu Zeme, ale unikli rozptylu, pretože rekombinácia už začala. Na Zem sa dostávajú cez vesmírny priestor, ktorý sa stále rozpína.

Vy sami môžete toto žiarenie „vidieť“. Rušenie, ktoré sa vyskytuje na prázdnom televíznom kanáli pri použití jednoduchej antény, ako sú zajačie uši, je 1 % v dôsledku reliktného žiarenia.

A predsa teplota reliktného pozadia nie je vo všetkých smeroch rovnaká. Podľa výsledkov štúdií misie Planck je teplota mierne odlišná na opačných pologuli nebeskej sféry: je o niečo vyššia v oblastiach oblohy južne od ekliptiky - asi 2 728 K a nižšia v druhej polovici - asi 2 722 K.

Tento rozdiel je takmer 100-krát väčší ako zvyšok pozorovaných teplotných výkyvov CMB, čo je zavádzajúce. Prečo sa to deje? Odpoveď je zrejmá - tento rozdiel nie je spôsobený kolísaním CMB, zdá sa, že existuje pohyb!

Keď sa priblížite k svetelnému zdroju alebo sa priblíži k vám, spektrálne čiary v spektre zdroja sa posunú smerom ku krátkym vlnám (fialový posun), keď sa vzdialite od neho alebo on od vás - spektrálne čiary sa posunú smerom k dlhým vlnám (červený posun).

Reliktné žiarenie nemôže byť viac či menej energetické, čo znamená, že sa pohybujeme vesmírom. Dopplerov jav pomáha určiť, že naša slnečná sústava sa pohybuje vzhľadom na reliktné žiarenie rýchlosťou 368 ± 2 km/sa miestna skupina galaxií, vrátane Mliečnej dráhy, galaxie Andromeda a galaxie Triangulum, sa pohybuje rýchlosťou rýchlosť 627 ± 22 km/s vzhľadom na reliktné žiarenie. Ide o takzvané zvláštne rýchlosti galaxií, ktoré dosahujú niekoľko stoviek km/s. Okrem nich existujú aj kozmologické rýchlosti v dôsledku rozpínania vesmíru a vypočítané podľa Hubbleovho zákona.

Vďaka zvyškovému žiareniu z Veľkého tresku môžeme pozorovať, že všetko vo vesmíre sa neustále hýbe a mení. A naša galaxia je len časťou tohto procesu.