时速近80万公里,太阳在宇宙中高速飞行,为何星星却没变位置?
天空的星星可以说是人类最早的导航,指南针没有发明出来之前,海上的船员们都靠天上的星星来判断方向。
因为在当时的人们看来,星星的位置似乎从来没有变过,于是人们认为地球是宇宙的中心,所有星星都围绕地球运行,也就有了地心说,后来哥白尼提出了日心说,但也只是把宇宙的中心从地球换到了太阳。
后来随着科技的发展,科学家发现地球也好太阳也罢,它们都只是茫茫宇宙中普普通通的星球而已。
并且太阳和地球也不是静止不动的,太阳带着整个太阳系每年可以狂奔70亿千米,宇宙中的其他星球也是如此,万物都在做着运动,只有相对静止,没有绝对静止的物质。
地球围着太阳转,太阳围着银河系中心的黑洞运动,银河系则围绕着更大的结构运动,其中地球的公转速度为29.8km/s,不过地球无论怎么转,都还在太阳系的空间范围内,好比你在飞机上走来走去,但还是处于飞机上,真正带着你运动的是飞机,也就是太阳。
太阳围着银河系中心做公转,速度达到了每秒220公里,即时速79.2万公里,但太阳系的运动方向和银河系的运动方向并不一致,整个银河系在以每秒550公里的速度朝着长蛇座方向移动。
科学家把银河系的速度以及太阳系的速度合并之后,计算出太阳相较于宇宙微波背景辐射的运动速度为每秒370公里,一小时就是133万公里,也就是太阳系一天能在宇宙中移动3200万公里。
既然太阳系在高速运动,宇宙中的其他星系也在高速运动,为什么我们在地球上看星星时,星星的排列形状在上千年的时间里几乎毫无变化?
古时人们就发现,星星的位置在几百年漫长的岁月中都没有发生变化,于是把它们叫做恒星,战国时期的《甘石星经》就记载了北斗七星神似勺子外形,两千多年过去了,为何它的位置没有发生改变?
在地球上看的星星可以分为两种,一种是太阳系内的天体,一种是太阳系之外的天体,太阳系内的天体,比如太阳,我们可以非常明显的观察到因为地球的运动,太阳的位置在一天内发生的变化。
其他行星的位置在夜空中也会随时间发生明显的变化,比如火星有时会离太阳非常近,但有时又会消失不见,不过我们能够看到的星星绝大多数都来自太阳系之外,太阳系内肉眼可见的行星只有金木水火土五颗行星,海王星和天王星因为距离太远一般观测不到。
那么太阳系之外的星星都是静止的吗?
答案是否定的,我们在地球上能看到的太阳系之外的天体都属于恒星,像太阳一样,它们的运动速度非常快,我们知道运动是有方向有箭头的,把恒星的运动简单分解成两个方向的分量,即视向速度和切向速度。
视向速度可以理解为恒星沿着观测者到恒星视线方向的分量,通过它我们可以知道恒星在远离地球还是在靠近地球。
切向速度指的是观测者视线垂直方向的分量,它表现的是该恒星在整个天球上的位置变化,这种变化投影在天球上的表现就叫做“自行”,即我们肉眼可见的恒星变化。
科学家发现,夜晚肉眼可见的恒星自行大多小于0.1秒/年,这里的秒不是时间上的秒,而是测量角度的秒,一秒等于一度的3600分之一,即3600个秒才等于天空中移动的一度,而夜晚的星星每年的自行基本都小于0.1秒,这意味着要看到它们明显的变化,至少需要36000年。
这主要是因为,那些能看到的恒星都离我们太远了,并且缺乏明显的参照物,所以它们在夜空中的位置是相对固定的,哪怕离我们最近的比邻星发生了什么重大的位置改变,在我们看来也只是挪动了一点点。
要想观察到它们在时间中发生的位置变化,只能用高精度天文望远镜进行观察。
所以天空中的星星并不是静止不动的,而是人类存在的时间过于短暂,这些星星距离地球太远,变化的速度太慢,导致我们无法观测到星星的变化,造成了夜空的中的星星似乎是固定的假象。
以北斗七星为例,科学家根据每颗星星的运动速度和方向,大致描绘出了它十万年前和十万年后的样子,和当下都完全是两个形状,十万年前的原始人和十万年后的未来人,和我们看到的北斗七星截然不同,也就是说,我们每天看到的星空都是不一样的。
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