Скорость движения Земли в космосе
Чтобы понимать связь движения нашей планеты с природными процессами, нужно знать, с какой скоростью летит Земля в космосе. Знание этой величины также позволяет спрогнозировать будущее этого небесного тела.
Орбита Земли
Наша планета движется вокруг Солнца по эллиптической траектории, то приближаясь к светилу на 147 млн км (этот период приходится на январь каждого года), то отдаляясь. Максимально близкая к светилу точка называется перигелием. Через полгода Земля входит в афелий. В это время расстояние от нее до нашей звезды становится равным 152 млн км. За среднее расстояние принято число 150 млн км — это большая земная полуось.
Направление движения Земли по орбите — на восток. Если сравнивать с циферблатом, это соответствует значению «против часовой стрелки».
Полный оборот планеты вокруг условной оси, проходящей через центр Солнечной системы, длится чуть более, чем 365 суток 5 часов 48 минут. Этот период получил название астрономического года, он не совпадает с календарным, в котором для удобства содержится целое число дней.
Орбитальный путь составляет 942 млн км. Расчетным путем была найдена околосолнечная скорость движения нашей планеты — 29,8 км/с. Это среднее значение, т. к. в точках афелия и перигелия Земля немного замедляется, а потом снова ускоряется.
С какой скоростью Земля летит сквозь Вселенную
Все планеты нашей системы вращаются вокруг Солнца, но и само светило при этом не стоит на месте. Любой гигантский космический объект обладает большой массой и рождает сильное гравитационное поле, начинающее притягивать к себе соседей. Этим объясняется движение планеты в направлении границ ближайших созвездий Лиры и Геркулеса со скоростью 20 км/с.
Как часть Млечного Пути, Солнечная система вместе с остальными звездными и планетарными объектами нашей галактики, газовыми облаками, астероидами, кометами, черными дырами, частицами пыли и темной материей движется относительно общего центра масс. Эта условная точка галактики находится на расстоянии около 25 тыс. световых лет от нас. Солнце двигается вокруг нее по эллиптической орбите, 1 полный оборот (галактический год) продолжается 220-250 млн лет. Расчеты показывают, что скорость Солнца составляет около 220 км/с.
Но и сам Млечный Путь нестатичен:
- он и его соседка по Местной группе галактик Андромеда притягивают друг друга со скоростью примерно 100-150 км/с;
- находящаяся недалеко от нас крупная галактика М33 тоже движется в нашем направлении примерно с такой же скоростью;
- большое скопление Девы, находящееся в 15-20 световых годах от нас, настолько массивное, что притягивает Млечный Путь к себе со скоростью 400 км/сек.
Но и Андромеда, и М33, и состоящее не менее, чем из 1500 отдельных галактик скопление Девы тоже не являются стационарными объектами. Все они со скоростью 600 км/час движутся по направлению к Великому Аттрактору. Так называют условную точку, расположенную в глубинах Вселенной и состоящую из множества сверхскоплений, притягивающих к себе все окружающее.
Скорость Земли в космосе складывается из всех этих значений.
Что это означает для нас
Мы не замечаем движения нашей планеты, но, если бы Земля внезапно остановилась, это имело бы плачевные последствия. Наша орбита установилась под влиянием солнечного притяжения и собственного движения планеты. Увеличение в несколько раз первого параметра и/или уменьшение второго приведет к тому, что Земля упадет на Солнце. Обратная ситуация, где солнечная гравитация исчезнет или существенно уменьшится, а планета начнет двигаться сильнее — опасна тем, что мы по касательной улетим в открытое космическое пространство.
Источник
Насколько быстро движется Земля?
Каждый из нас может легко поверить в то, что он стоит на месте и совсем не движется. В конце концов, мы не чувствуем никакого движения в нашем окружении. Тем не менее, если вы посмотрите на небо, вы сможете увидеть доказательства того, что на самом деле мы движемся.
Какова скорость движения Земли вокруг Солнца?
Некоторые из первых астрономов предположили, что мы живём в геоцентрической вселенной, что означает, что Земля находится в центре всего. Они считали, что Солнце вращается вокруг нас, что приводит к появлению восходов и закатов – то же самое можно применить для движений Луны и планет. Но были определённые вещи, которые не работали с этим видением. Иногда планета останавливается в небе, прежде чем возобновить движение вперед.
Теперь мы знаем, что это движение – которое называется ретроградным движением – происходит, когда Земля “догоняет” другую планету на своей орбите. Например, Марс вращается дальше от Солнца, чем Земля. В какой-то момент на соответствующих орбитах Земли и Марса мы догоняем Красную Планету и проходим мимо неё. Когда мы пролетаем мимо, планета движется в небе назад.
Другое свидетельство нахождения Солнца в центре нашей системы исходит из анализа параллакса или очевидного изменения положения звёзд относительно друг друга. Простой пример параллакса: держите указательный палец перед лицом на расстоянии вытянутой руки. Смотрите на него только левым глазом, закрывая правый глаз. Затем закройте правый глаз и посмотрите на палец левым. Видимое положение пальца меняется. Это потому, что ваши левый и правый глаза смотрят на палец под разными углами.
То же самое происходит на Земле, когда мы смотрим на звёзды. Нам требуется около 365 дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Если мы посмотрим на звезду (расположенную относительно близко к нам) летом и снова взглянем на неё зимой, то её видимое положение на небе изменится, потому что мы находимся в разных точках на нашей орбите. Мы видим звезду с разных точек зрения. С помощью простого расчёта, используя параллакс, мы также можем определить расстояние до этой звезды.
Как быстро мы вращаемся?
Земное вращение является постоянным, но скорость зависит от того, на какой широте вы находитесь. Вот пример: по данным НАСА, длина окружности (расстояние вокруг самой большой части Земли) составляет примерно 40 070 километров. Эта область также называется экватором. Если вы разделите окружность на длину дня (24 часа), то это даст скорость на экваторе около 1 670 км/ч.
Однако вы не будете двигаться так же быстро в других широтах. Если мы переместимся на 45 градусов по широте, то скорость составит уже 1180 км/ч. Эта скорость уменьшается по мере того, как вы идёте дальше на север или юг. К тому времени, как вы доберётесь до Северного или Южного полюсов, ваше вращение станет ещё более медленным.
Космические агентства любят использовать вращение Земли. Например, если они посылают людей на Международную Космическую Станцию (МКС), предпочтительное место для этого – ближе к экватору. Именно поэтому грузовые миссии на МКС, например, стартуют из Флориды. Делая это и запускаясь в том же направлении, что и вращение Земли, ракеты получают ускорение, которое помогает им достичь космоса.
Как быстро Земля вращается вокруг Солнца?
Конечно, вращение Земли – не единственное движение в космосе. Наша орбитальная скорость вокруг Солнца составляет около 107 000 км/ч. Мы можем рассчитать это зная базовую геометриею.
Во-первых, мы должны выяснить, как далеко Земля находится. Земле требуется около 365 дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Орбита – это эллипс, но для упрощения математических расчётов, скажем, это круг. Итак, орбита Земли – это окружность. Расстояние от Земли до Солнца – называется астрономической единицей – это 149 597 870 километров. Длина окружности равна 2*π* r. Таким образом, за один год Земля преодолеет около 940 миллионов километров.
Поскольку скорость равна расстоянию, пройденному за прошедшее время, скорость Земли рассчитывается путём деления 940 миллионов километров на 365,25 дней и деления этого результата на 24 часа, чтобы получить км/ч. Таким образом, Земля путешествует со скоростью около 2,6 миллиона километров в день или 107 226 км/ч.
Солнце и галактика тоже движутся
У Солнца есть собственная орбита в Млечном Пути. Солнце находится примерно в 25 000 световых лет от центра галактики, а Млечный Путь имеет ширину не менее 100 000 световых лет. Солнце и Солнечная система движутся со скоростью 200 километров в секунду или со средней скоростью 720 000 км/ч. Даже на такой высокой скорости Солнечной системе понадобится около 230 миллионов лет, чтобы пройти весь путь вокруг Млечного Пути.
Млечный Путь тоже движется в пространстве относительно других галактик. Примерно через 4 миллиарда лет Млечный Путь столкнётся со своим ближайшим соседом, галактикой Андромеды. Они несутся навстречу друг другу со скоростью около 112 км/с.
Поэтому всё во Вселенной находится в движении.
Что будет, если Земля перестанет вращаться?
На самом деле гравитация Земли намного сильнее центростремительного ускорения. В точке, которая находится на экваторе, центростремительное ускорение в 33 раза слабее гравитации Земли. Другими словами, вы даже не замечаете этого, хотя весите на экваторе чуть меньше, чем на полюсах .
НАСА говорит, что в течение следующих нескольких миллиардов лет вероятность остановки вращения Земли “практически равна нулю”. Теоретически, однако, если Земля действительно внезапно остановится, то это будет иметь катастрофические последствия. Атмосфера всё ещё будет двигаться с первоначальной скоростью вращения Земли. Это означает, что всё будет сметено с Земли, включая людей, здания и даже деревья, а также верхний слой почвы и камни.
Что если процесс будет более постепенным? По словам НАСА, это более вероятный сценарий, который будет происходить на протяжении миллиардов лет, потому что Солнце и Луна влияют на вращение Земли. Это даст людям, животным и растениям достаточно времени, чтобы привыкнуть к переменам. По законам физики, наиболее медленное вращение, которым может обладать Земля, составляет один оборот за 365 дней. В этом случае одна сторона нашей планеты всегда будет обращена к Солнцу, а другая – от Солнца. Для сравнения наша Луна уже находится в синхронном с Землёй вращении, где одна сторона Луны всегда обращена к нам, а другая сторона – отвёрнута от нас.
Но вернёмся к сценарию отсутствия вращения: магнитное поле предположительно исчезнет, потому что считается, что оно создаётся вращением. Мы потеряем наши красочные сияния, а радиационные пояса Ван Аллена, окружающие Землю, вероятно, тоже исчезнут. В результате Земля окажется незащищённой перед солнечными выбросами. И это станет серьёзной проблемой для биологических видов.
Источник
Кто быстрее: скорость разных объектов во Вселенной
Пройдёмся по порядку, начиная с нас 🙂
Homo sapiens
Человека всегда манила скорость. 26 мая 1969 года человеку удалось достичь скорости 11, 08 км/с – это был рекорд, который пока никто не побил из людей, и установили его астронавты космического корабля «Аполлон-10» во время возвращения после испытательного полёта на Луну на высоте 121,9 км над уровнем моря. Входившие в состав экипажа Юджин Сернан, Томас Стаффорд и Джон Янг благополучно вернулись на Землю.
Самым быстрым рукотворным объектом в истории человечества является знаменитый «Вояджер-1», на данный момент скорость которого около 17, 26 км/с. Но во Вселенной есть такие объекты, скорость которых значительно превышает наши достижения.
Земля
Наша планета движется со скоростью ок. 30 км/с по своей орбите. Почему мы ничего не чувствуем? Ведь даже если мы просто лежим на диване, то стремительно движемся вперёд вместе с Землёй по орбите! Всё дело в том, что для нас Земля движется почти по прямой – слишком уж плавное искривление у такой длинной орбиты. Курс движения меняется всего на 1 градус в сутки, а что это по сравнению с размером всей планеты?
Меркурий
Не просто так ближайшую к Солнцу планету назвали в честь быстроного римского бога торговли. Скорость движения по орбите этого солнечного соседа составляет 48 км/с.
Галактики
Несмотря на свои огромные размеры, галактики движутся по Вселенной очень быстро: например, наш Млечный Путь, диаметр которого около 100 000 световых лет, мчится со скоростью примерно равной 120 км/с, и с такой же скоростью навстречу ему спешит наша соседка – Андромеда, которая в два раза больше Млечного Пути. Движение галактик в космосе связано с постоянным расширением Вселенной, которое, кстати, и было обнаружено именно в ходе наблюдений за этим «бегством» галактик Эдвином Хабблом.
Солнце
Любимое Солнце, без которого невозможна жизнь на Земле, тоже не «висит» на месте: оно, находясь в галактическом рукаве Ориона, движется вокруг центра Млечного Пути по своей орбите, увлекая за собой всю свою планетарную систему со скоростью около 220 км/с – именно так быстро мы вместе с остальными другими планетами движемся сквозь Вселенную. 200 миллионов лет – за такой промежуток времени Солнце пройдёт один оборот вокруг центра галактики – этот долгий путь равен примерно 170 000 световых лет.
Сверхбыстрые звёзды
Солнце – далеко не самая быстрая звезда. Есть звёзды намного быстрее Солнца и движутся они со скоростью 700-800 км/с и даже больше, а их происхождение точно не известно науке. В 1988 году астроном Джек Хиллс предположил, что две гравитационно связанные друг с другом звезды, обращающиеся на бинарной орбите, если окажутся рядом с чёрной дырой, то этот вселенский монстр, гравитация которого сильнее намного этой межзвёздной связи, разорвёт её, и одну звезду «утащит на обед» чёрная дыра, а другая спасётся – она будет выброшена на огромной скорости (это напоминает удар по мячу).
Например, в созвездии Золотая Рыба есть такая звезда — HE 0437-5439, она движется с примерной скоростью в 723 км/с . Группа астрономов под руководством Уоррена Брауна из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики рассчитала смещение звезды за 3,5 года наблюдений с помощью камеры телескопа «Хаббл» и восстановила возможный сценарий возникновения необычного астрономического объекта. Учёные считают, что в этом случае пострадала целая звёздная семья, состоящая из трёх звёзд. На свою беду эта тройная звёздная система подошла слишком близко к сверхмассивной чёрной дыре, проживающей в центре Млечного Пути, имя которой – Стрелец А*. Одна звезда в результате этого опасного путешествия оказалась «съеденной» чёрной дырой, а оставшаяся пара получила мощный «космический пинок» в виде колоссального импульса. Пара слилась воедино, образовав собой новую звезду. В настоящий момент эта звезда удаляется от центра Млечного Пути и уже находится в 200 000 световых лет от него в межгалактическом пространстве. Таким образом, эта звезда стала одинокой сиротой-странницей, и мчаться со своей невообразимой скоростью она будет до тех пор, пока не исчерпает запас своего ядерного топлива и не погибнет. Подобных сверхскоростных звёзд не так уж и много, например, в Млечном Пути может быть около 1000 таких сверхбыстрых одиночек (это если учесть, что общее количество звёзд в Млечном Пути около 250 млрд!).
Протон
В 1912 году австрийский физик Виктор Гесс открыл существование космических лучей, только это не совсем лучи, а протоки протонов и других субатомных частиц, пронизывающих всё пространство и движущихся со скоростью, почти равной скорости света и составляет от неё 99,99999999999999999999951% ! (по истине адское число)). Кстати, этот зафиксированный протон, угодивший в атмосферу Земли, был назван частицей OMG , что в переводе означает фразу «О Боже мой!», передающей всё удивление учёных, наблюдавших это явление в американской обсерватории в штате Юта.
Фотон
Несомненно, кванты света занимают первое место среди всех известных нам спринтеров, ведь никому и ничему не удалось догнать их. Да и получится ли когда-нибудь нам соревноваться с этими безмассовыми частицами, или мы придумаем какой-нибудь другой путь обмана известных нам законов физики.
Источник