地球一直向宇宙深處前行,一天「奔跑」5200萬公里,是要去哪裡?

fans news 發佈 2021-11-26T11:22:04+00:00

戰國時期,《尸子》一書中就曾提到:「天左舒而起千牛,地右辟而起畢昂」。在那個時期,古人就開始猜測我們生活的「天地」可能處於一直運動的狀態之中。


綜述

戰國時期,《尸子》一書中就曾提到:「天左舒而起千牛,地右辟而起畢昂」。在那個時期,古人就開始猜測我們生活的「天地」可能處於一直運動的狀態之中。只不過對於普通老百姓而言,由於這樣的說法實在太過離奇,所以人們都還是習慣性地將其歸類在神話傳說裡面。

到了1543年,波蘭天文學家哥白尼在臨終前發布《天體運行論》,首次提出了日心說的說法,地球自轉的現象也終於被人們接受

只不過受制於時代的認知,日心說中也存在很多漏洞。尤其是當人類將視野局限在太陽系以後,對地球真實運動的理解以及對整個宇宙的認知都是片面的。


自轉與公轉

從19世紀太陽系的系外行星被發現以後,人們對宇宙的認知就有了進一步的理解;而星系天文學之父哈勃更是通過對麥哲倫星雲中的一批造父變星研究以後發現,銀河系也僅僅只是宇宙的一小部分。時至今日,宇宙的廣闊已經遠遠超出我們的想像,人類甚至連滄海一粟都算不上。

也正因如此,在地球的整個運動過程中,除去我們已經了解的自轉和公轉之外,其實它還一直保持著每天5200萬公里的速度向宇宙深處「奔跑」。

許多人不禁疑惑,人類最終將會通向何方?想要理解這個問題,我們就不得不從自轉和公轉開始說起。



我們都知道地球自轉為一天、公轉為一年,也知道地球是圍繞太陽而運動,可在這個過程中,地球為什麼會這樣運動,其實並沒有多少人能夠說清楚。

首先是地球的自轉運動,其實主要是由於「重力吸引」的角動量不平衡所導致。牛頓曾經說過:地球運動是因為上帝踹了一腳。雖然這是調侃的一種說法,但牛頓想表達的運動由來,就是這種無法改變的角動量不平衡狀態。


根據研究表明,無論是太陽還是地球,在幾十億年之前都是星雲狀態。當星雲逐漸凝聚在一起以後,恆星以及行星也就因此誕生。只不過在它們自我凝結的過程中,由於「角動量不平衡」的關係,所以自轉現象也就自然而然地出現。

值得一提的是,人類在地球上觀測太陽,似乎每一時刻都相對「受熱均勻」,因此人們常常會誤認為太陽並不會像地球一樣自轉,然而研究發現,太陽同樣會自轉,只不過不同的緯度會有不同的區別


其次則是地球的公轉運動,和地球的自轉運動也是十分相似的。在太陽誕生初期,周圍的星雲塵埃會跟隨「原始太陽」一同運動

雖然在之後的演化過程中,星雲陳改逐漸形成了水星、金星、地球等星星,但依舊會保持原有的特性,始終跟隨太陽一同運動。

從那以後,太陽以及圍繞太陽運動的各種天體也就組成了太陽系,形成宇宙某一個區域範圍內的一個獨立系統。

人類在這個系統內部不斷發展進步,並嘗試理解並認識宇宙的奧秘。只可惜即便到了今天,我們人類依舊沒有衝出這個系統。


太陽系的系外運動

或許很多人會想,地球自轉和公轉都是在太陽系中運動,可這和地球每天「奔跑」5200萬公里又有什麼關係呢?

其實這就要求我們將視野上升到另一個高度。地球既然會圍繞太陽運動,那麼太陽是否也會圍繞另一個不知名的天體運動?

在這個過程中,當太陽系在整個宇宙中不斷做圓周或者類圓周運動的時候,我們人類隨著地球在宇宙中前行,自然也是說得通的


而事實也的確如此,18世紀後期,英國天文學家弗里德里希·威廉·赫歇爾通過自製的反射望遠鏡開始有意識地對觀測到的恆星進行計數,並希望藉此來確定恆星系統的結構以及系統的大小。

在這之後,雖然威廉·赫歇爾錯誤地估計了太陽與某一天體盤中心的位置,但也正是因為他的研究,讓人們對恆星系統有了更加深刻的理解。

到了20世紀初,天文學家們通過對前人研究以及銀河表象的總結,最終將這一系列的恆星系統歸納為銀河系。

只可惜即便到今天,科學家們依舊無法將銀河系中的恆星系統調查清楚,僅能推測出整個銀河系的恆星數量大概在1000億到4000億之間。而在這個更大的天體系統中,如果將太陽系看作是一個整體,那麼它同樣在圍繞銀河系內部的某一天體運動。


通過持續不斷地努力研究,科學家們終於發現,在銀河系中心位置有一個巨大無比的黑洞。因為它的存在,各種各樣的恆星系統都會圍繞進行公轉。而這一點,其實就和我們生活的地球圍繞太陽運動是一模一樣的。

在現代太空探索研究中,一般都會從地月系統開始向外推導。而地月、太陽系、銀河系接連相似的運動狀態則讓人不禁懷疑,在更大的天體結構中,天體的運動是否同樣如此。

例如包含銀河系的本星系群、包含本星系群的室女座超星系團、拉尼亞凱亞超星系團甚至可觀測宇宙範圍內,是否皆是如此?


雖然這種可能性很大,但在未被證實以前,我們只能將其當作是一種猜想。可就在1986年,天文學家們突然在超星系團中心發現了引力異常,而我們銀河系也在引力異常的影響範圍內。

不僅如此,天文學家們還通過計算得出,受到這個異常引力的影響,銀河系正在以216萬km/h的速度前進,銀河系內部的各大恆星以及相關恆星系統,自然也不可能倖免。

未知的終點

了解運動軌跡以後,運動的終點自然也可以做出相關的猜測,那就是地球亦或者說銀河系究竟是怎樣運動的。在巨星引力源的作用下,我們永遠不會停下奔跑的腳步。可奔跑的軌跡究竟是按照圓周運動的軌跡進行還是筆直的沖向引力中心,科學家們一直沒能給出最準確的推斷。


可能不少人會比較疑惑,銀河系不是同樣圍繞某一巨大引力源運動?為什麼會有筆直運動的說法?

其實這主要是一種猜想。一方面是宇宙空間實在太大,當引力源達到某一閾值以後,對天體系統的影響就很有可能發生變化。

舉一個簡單的例子,我們在日常生活中將某一個物體向上高高拋起,最終它都會不可避免地落向地球。除此以外,只要是在地球影響範圍內,也幾乎都會被吸引到地球之上。在這個過程中,蘋果甚至還會由於重力加速度的影響不斷加速運動。而銀河系相對於可觀測宇宙中的巨大引力源,很有可能就是這種關係。


在這樣的情況下,銀河系自然也會保持某一加速度持續不斷地向巨型引力源進發。只可惜由於天體之間的距離實在太大,引力影響太微弱,所以這種重力加速度幾乎可以忽略不計。

更重要的是,將距離和速度進行對比就會發現,即便我們真的不可避免地抵達巨型引力源,所需要花費的時間也可能是千萬億年以後。所以我們完全不必為此擔心,畢竟在這個時間跨度上,別說是地球、宇宙是否還存在都是無法確定的一件事情。

另外一種運動軌跡則是銀河系圍繞這一巨大引力源做近似圓周的運動,在這個過程中,甚至還會向我們地球圍繞太陽公轉一樣,存在「近日點」和「遠日點」之間的區別。


如果是這種運動狀態的話,我們自然不必擔心因為被引力源吸引而毀滅的問題。只不過在前進的過程中,如果不小心碰撞到其他星系,同樣可能存在危險。

科學家們之前就預測過,大約40億年以後,銀河系就會和距離最近的仙女座星系相撞。甚至從現在開始,兩個星系都已經開始接觸。只不過星系空間以及每一個天體相距實在太過遙遠,所以即便碰撞發生了,天體撞擊的可能性依舊不大。

哈勃定律

如果整個宇宙空間是恆定不變的,那麼我們最終的去向自然也是不變的。

然而早在1912年到1922年期間,美國天文學家維斯托·斯里弗就通過對41個星系光譜的觀察發現,其中有36個光譜正在發生紅移。


在維斯托·斯里弗看來,這足以證明這些星系正在逐漸遠離。

到了1929年,美國著名天文學家愛德文·哈勃更是對斯里弗的研究進行總結,表示遙遠星系的退行速度與它們和地球之間的距離成正比。

意思也就是說,距離地球越遠的星系,遠離地球的速度越快。通過這一定律,哈勃也成功證明了宇宙膨脹學說的真實可信。

可這樣一來,天體的運動豈不是成了一個悖論?遙遠距離的星系不斷地遠離地球,且這個速度越來越快,那麼地球的運動是否還會「墨守成規「。


更重要的是,愛因斯坦雖然說過光速是宇宙中所有有質量的物質中移動最快的速度,且達到了30萬km/s。

然而越來越多的天文學家證實,在宇宙早期膨脹的階段中,膨脹速度遠遠超過了光速。不僅如此,當越是遠離地球的星系移動速度越來越快,最終同樣超越光速以後,地球或者說銀河系能夠感知到的宇宙,是否只會是一片寂寥。

雖然我們不知道到了那個時候,人類是否還一直存在,又或者說人類發展到了什麼樣的階段,但可以肯定的是,人類尋找外星人或者外星生命的可能性將會越來越小。而地球雖然持續不斷地「奔跑」,可或許最終只會跑進無盡的孤獨之中。


結語

宇宙的未來究竟會如何發展,人類是很難預測的。尤其是在奔跑的過程中,我們可能會遇到什麼樣的難題,同樣是我們現如今無法想像的。在這樣的情況下,我們也只能堅持不懈地發展人類的科技文明,才能有更足的底氣去應對未來的所有問題。

除此以外,科幻小說《三體》中提到的黑暗森林法則,這也是一種可怕的猜想。如果沒有足夠的科技能力,卻又不小心遇到了森林中的另一個獵人,我們人類又該如何應對。


李白曾說「昨日之日不可留,今日之日多煩憂」,可事實上,在科學發展的過程之中,「今日之日,何須煩憂」。只要不輕言放棄,最終必然能夠將一切難題成功克服,並徹底揭開宇宙運動的面紗。

關鍵字: