整個宇宙中所有的物質都在不停的運動中,但很多運動我們很容易就能發現,比如月亮繞着地球運動,上古時期就發現了!但地球繞着太陽轉就不是那麼容易了,不過也不難,至少哥白尼發現了嘛!那麼太陽系在銀河系中是如何運動的呢,銀河系呢?泵星系羣呢?
哥白尼是怎麼發現地球繞着太陽轉的?
其實古希臘時代的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就提出過日心説,只是沒有實際的證據,所以從古希臘時代到公元十五世紀,大約空窗了1700多年,那麼哥白尼到底怎麼發現的日心説的呢?其實也很簡單,將各大行星每天同一時間觀測記錄下來,然後連起來看看就知道!
上圖就是金星和水星的以及木星和土星的軌跡,當然那兩個實在有點久,所以看水星和金星和火星的軌跡就能知道太陽是它們的中心!
去掉了地平線之後行星繞行軌跡,那個詭異的折線是行星繞行速度不一形成的逆行現象,再結合地球上觀測到的現象,以及當時還屬於假設的地球自轉,可以完美印證日心説!
太陽系繞着銀河系轉是怎麼發現的?
太陽系的運動其實發現要比銀河系自轉更早,早在十九世紀初赫歇爾就通過觀測與研究大量恆星的運動後,發現太陽系整體正朝着武仙座與天琴座毗鄰的方向運動。
太陽系因為運動,日球層在後方拖的老長
而最早研究銀河系自轉的是十九世紀末的德國天文學家,但當時資料少,也無法在觀測上證明,這個一直要到1924年,斯特隆堡根據恆星運動的不對稱性提出了銀河系自轉的假設,此後1926年瑞典天文學家貝蒂爾·林德布拉德分析出銀河系也在自轉,到了1927年,奧爾特從理論上推出了銀河系較差自轉對恆星視向速度和銀經自行的影響的公式(即奧爾特公式)﹐並通過恆星視向速度的分析,證實了銀河系的自轉。
早期只有恆星的視向速度以及自行等光學觀測,範圍僅僅只是太陽系周圍3-4千秒差距,而1940年代後射電天文的發展,使得射天望遠鏡可以觀測銀河系內氫氣雲的譜線位移而發現其運動,從而得出銀河系較差自轉速度的分佈。
銀河系又是怎麼運動的?本星系羣呢?更大範圍的宇宙呢?
銀河系的運動是比較難測定的,很久以前天文學家就發現仙女星系是衝着銀河系來的,但問題是到底是我們去還是它們來?這是一個問題!但這個問題在1964年美國射電天文學家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現宇宙微波背景輻射後就不一樣了!
美國勞倫斯伯克萊國家實驗室的喬治·斯穆特團隊想到了一個好辦法,即測量宇宙微波背景輻射有沒有偶極異向性來測定銀河系在宇宙中是如何運動的,1977年,他們將微波探測器安裝在U-2偵察機上,觀測到了宇宙微波背景輻射的偶極異向性大小為3.5±0.6 mK,換算出來大約是390±60 km/s!
但觀測方向與太陽系在銀河系中的運動方向相反,那麼需要加上太陽系運動速度220千米/秒,那麼銀河系運動速度是600千米/秒左右!而銀河系在空間中運動的方向是長蛇座方向
銀河系要去到哪裏?
1979年,Chincarini和Rood發現長蛇-半人馬座方向可能存在超星系團,因此天文界開始關係這個超星系團對銀河系運動的影響,1984年天文學家發現本星系羣正在向室女座超星系團運動,並且本星系團和星女座星系團又在向長蛇-半人馬座方向運動。
1988年國際天文研究小組“七武士”通過對臨近400個橢圓星系的觀測結果分析,並結合歐南天文台和高能空間天文台等數據,確認銀河系和鄰近數百萬個星系都大約以600-1000千米/秒的速度朝南天區半人馬座方向的一個不明引力源運動!
巨引源位置
他們將這個不明引力源取名為:巨引源!
銀河系多久會掉入巨引源?
如此高的速度,那麼掉入巨引源也就是時間的問題,但在這裏卻會得到一個令人驚訝的答案,銀河系永遠都掉不進去!這裏我們要了解兩個關鍵因素,首先是巨引源的距離,大約是距離銀河系約1.5-2.5億光年,另一個關鍵因素是1930年代哈勃觀測到的宇宙膨脹!
根據2013年歐空局普朗克衞星觀測到的數據,宇宙膨脹的速度為67.15千米/秒·百萬秒差距,簡單了理解就是每隔326萬光年(一百萬秒差距),宇宙膨脹的速度就增加67.15千米/秒,因此按巨引源所在的位置,我們就可以估算出它因為膨脹而遠離我們的速度了!
如果巨引源距離1.5億光年,那麼它遠離速度為3089.73千米/秒,如果是2.5億光年,那麼遠離速度更是高達5149.54千米/秒!不知道各位有沒有發現,銀河系運動速度才600~1000千米/秒,所以銀河系永遠都追不上這個巨引源,也無需擔心銀河系掉入這個無底洞!
所以,我們也可以説是宇宙膨脹拯救了銀河系!