地球移动的速度有多快?
它沿其轴线旋转,围绕太阳旋转,在整个银河系中移动,并由我们的银河系在整个太空中携带。
关键要点 虽然我们几乎没有感觉到它,但地球相对于宇宙中的其他所有物体都在移动:穿过太阳系,银河系和整个宇宙。 在每个尺度上,当我们缩小时,有令人难以置信的数量可以了解我们在宇宙中的运动,我们甚至可以测量它累积起来的结果。 每当你问我们前进的速度有多快时,至关重要的是要问:"相对于什么?经过几个世纪的天文学进步,我们终于知道了答案,在所有宇宙尺度上。 无论你选择从什么角度看它,地球总是在运动。我们的星球在其轴上连续旋转,旋转并完成大约每天一次完整的360 旋转。当我们旋转时,我们也围绕太阳旋转,每年完成近10亿公里的旅程。此外,整个太阳系——太阳、行星、卫星和所有太阳系——穿过银河系,绕着银河系中心运行,其时间尺度远远大于人类存在的时间尺度。最后,银河系在本星系团内移动,本星系群本身穿过星系际空间。
根据我们测量的相对于运动的内容,我们可以量化地球在宇宙中移动的速度。尽管通过我们在地球上可以进行的实验几乎无法检测到我们的运动,但观察宇宙使我们能够精确地了解我们在每个尺度上是如何运动的。以下是我们如何知道我们的宇宙运动是什么,从每个单独的组件到所有事物组合的整个累积效应。
这种地球景观来自美国宇航局的信使号宇宙飞船,它必须飞越地球和金星地球的旋转速度有多快?
这个问题虽然看起来很简单,但有不同的答案,这取决于你在地球表面的确切位置。地球是一个刚体,这意味着随着时间的推移,陆地相对于彼此保持相对恒定。当地球绕其轴线旋转时,表面上几乎每个点都在不到24小时内完成完全旋转:确切地说是23小时56分钟和4.09秒。
我们之所以将24小时分配给一天,是因为我们的行星围绕太阳的运动 - 我们不仅绕着轴旋转,而且也围绕太阳旋转 - 改变了我们在空间中的位置,相对于前一天开始时的位置。这种额外的运动意味着我们的星球需要旋转略高于360 才能从日出到日出或日落到日落。
人们经常引用我们的星球半径约为6371公里,但这只是平均数。实际上,我们不仅有当地的地形特征,如山脉,山谷和海洋,而且整个地球在赤道处凸起,并在两极处被压缩。休眠火山钦博拉索山是距离地球中心最远的地方,为6384.4公里,而北极的海平面距离地球中心仅6356公里。
尽管如此,整个星球在不到24小时的时间间隔内完成了一次360 的旋转,这意味着距离地球中心最远的人位于赤道 - 纬度0 - 以每小时1676公里(每小时1042英里)的速度行进,但是你的纬度越高,由于地球旋转,你的移动速度就越慢。在纬度45 处的人以只有1183公里/小时(735英里/小时)的速度移动,而在北极或南极的人根本不会移动;它们只是简单地完成一次旋转,同时始终保持在地球的地理极点。
地球是一颗在其轴上旋转的行星,这一事实带来了一些令人着迷的后果。 在高纬度地区,由于重力引起的加速度略强,因为更接近地球中心意味着更强的加速度。总而言之,在两极加速的速度比在赤道上快0.5%。 地球在赤道上更快的运动意味着,越接近0 纬度,将物体发射到太空中的能量就越少,这就是为什么地面火箭发射几乎只发生在热带地区。 事实上,我们有来自月球和太阳的潮汐,这意味着地球随着时间的推移会经历轻微的"制动"效应。随着时间的流逝,这一天比前一年长约14纳秒。推断回大约40亿年前,在太阳系的早期阶段,我们的星球旋转速度快了三到四倍,这意味着一天只有6到8个小时,而不是24个小时。
地球绕太阳移动的速度有多快?
地球的自转使我们行星表面的最快点以每小时1676公里的速度,相当于约0.47公里/秒。但与地球围绕太阳旋转的速度相比,我们的旋转运动可以忽略不计。
在我们离太阳大约1.5亿公里(9300万英里)的距离上,太阳的质量决定了一颗行星——或任何卫星——需要多快移动才能保持在一个稳定的、近乎圆形的轨道上。平均而言,这个速度在每秒30公里以下只有一根胡须,随着我们的星球从最接近太阳(近日点)到最远点(远日点)行进,我们星球的实际速度全年都在变化。在最快的时候,地球以30.29公里/秒(18.82英里/秒)的速度移动,而在最慢的时候,它以29.29公里/秒(18.50英里/秒)的速度移动:相差约3%。
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无论你选择从什么角度看它,地球总是在运动。我们的星球在其轴上连续旋转,旋转并完成大约每天一次完整的360 旋转。当我们旋转时,我们也围绕太阳旋转,每年完成近10亿公里的旅程。此外,整个太阳系——太阳、行星、卫星和所有太阳系——穿过银河系,绕着银河系中心运行,其时间尺度远远大于人类存在的时间尺度。最后,银河系在本星系团内移动,本星系群本身穿过星系际空间。
根据我们测量的相对于运动的内容,我们可以量化地球在宇宙中移动的速度。尽管通过我们在地球上可以进行的实验几乎无法检测到我们的运动,但观察宇宙使我们能够精确地了解我们在每个尺度上是如何运动的。以下是我们如何知道我们的宇宙运动是什么,从每个单独的组件到所有事物组合的整个累积效应。
这种地球景观来自美国宇航局的信使号宇宙飞船,它必须飞越地球和金星,以失去足够的能量到达其最终目的地:水星。圆形旋转的地球及其特征是不可否认的,因为这种旋转解释了为什么地球在中心凸起,在两极被压缩,并且具有不同的赤道和极地直径。
(图片来源:NASA/MESSENGER) 地球的旋转速度有多快?
这个问题虽然看起来很简单,但有不同的答案,这取决于你在地球表面的确切位置。地球是一个刚体,这意味着随着时间的推移,陆地相对于彼此保持相对恒定。当地球绕其轴线旋转时,表面上几乎每个点都在不到24小时内完成完全旋转:确切地说是23小时56分钟和4.09秒。
我们之所以将24小时分配给一天,是因为我们的行星围绕太阳的运动 - 我们不仅绕着轴旋转,而且也围绕太阳旋转 - 改变了我们在空间中的位置,相对于前一天开始时的位置。这种额外的运动意味着我们的星球需要旋转略高于360 才能从日出到日出或日落到日落。
人们经常引用我们的星球半径约为6371公里,但这只是平均数。实际上,我们不仅有当地的地形特征,如山脉,山谷和海洋,而且整个地球在赤道处凸起,并在两极处被压缩。休眠火山钦博拉索山是距离地球中心最远的地方,为6384.4公里,而北极的海平面距离地球中心仅6356公里。
绕地球轨道绕太阳公转一次,是9.4亿公里的旅程。地球每天在太空中行驶的额外300万公里,确保了在我们的轴上旋转360度不会将太阳恢复到每天在天空中的相同相对位置。这就是为什么我们的一天超过23小时56分钟,这是旋转360度所需的时间。
(图片来源:LARRY McNish在RASC卡尔加里中心)
尽管如此,整个星球在不到24小时的时间间隔内完成了一次360 的旋转,这意味着距离地球中心最远的人位于赤道 - 纬度0 - 以每小时1676公里(每小时1042英里)的速度行进,但是你的纬度越高,由于地球旋转,你的移动速度就越慢。在纬度45 处的人以只有1183公里/小时(735英里/小时)的速度移动,而在北极或南极的人根本不会移动;它们只是简单地完成一次旋转,同时始终保持在地球的地理极点。
地球是一颗在其轴上旋转的行星,这一事实带来了一些令人着迷的后果。 在高纬度地区,由于重力引起的加速度略强,因为更接近地球中心意味着更强的加速度。总而言之,在两极加速的速度比在赤道上快0.5%。 地球在赤道上更快的运动意味着,越接近0 纬度,将物体发射到太空中的能量就越少,这就是为什么地面火箭发射几乎只发生在热带地区。 事实上,我们有来自月球和太阳的潮汐,这意味着地球随着时间的推移会经历轻微的"制动"效应。随着时间的流逝,这一天比前一年长约14纳秒。推断回大约40亿年前,在太阳系的早期阶段,我们的星球旋转速度快了三到四倍,这意味着一天只有6到8个小时,而不是24个小时。
地球绕太阳公转不是一个完美的圆圈,而是一个椭圆。离心率,或我们轨道的"长轴"和"短轴"之间的差异,会随着时间的推移而变化,地球相对于太阳移动的速度在更近时更快,而在距离较远时则更慢。
(图片来源:NASA/JPL-Caltech) 地球绕太阳移动的速度有多快?
地球的自转使我们行星表面的最快点以每小时1676公里的速度,相当于约0.47公里/秒。但与地球围绕太阳旋转的速度相比,我们的旋转运动可以忽略不计。
在我们离太阳大约1.5亿公里(9300万英里)的距离上,太阳的质量决定了一颗行星——或任何卫星——需要多快移动才能保持在一个稳定的、近乎圆形的轨道上。平均而言,这个速度在每秒30公里以下只有一根胡须,随着我们的星球从最接近太阳(近日点)到最远点(远日点)行进,我们星球的实际速度全年都在变化。在最快的时候,地球以30.29公里/秒(18.82英里/秒)的速度移动,而在最慢的时候,它以29.29公里/秒(18.50英里/秒)的速度移动:相差约3%。
内层行星的轨道速度更快,水星的移动速度最快,约为47公里/秒,每颗行星的轨道越慢,我们移动得越远,一直到海王星,速度仅为5.4公里/秒。但是,正如地球围绕太阳的革命性运动大大超过了地球围绕其轴线的自转一样,还有其他宇宙运动远远超过了地球围绕太阳的运动
太阳系穿过银河系的速度有多快?
如果太阳的质量更大,行星将需要更快地绕轨道运行以保持其当前的位置;这是引力的本质。好吧,银河系本身包含数千亿颗恒星,即使在我们与银河系中心的距离(近27,000光年)中,太阳和我们附近的其他恒星也被拉入围绕我们银河系的椭圆轨道。
要完成围绕银河系的全面革命需要非常长的时间:大约在2.2亿到2.5亿年之间,这意味着我们上一次相对于银河系处于这个位置时,第一批恐龙才刚刚开始出现。
据估计,我们的太阳绕银河系的速度约为220公里/秒:大约是我们星球围绕太阳运动的七倍。这个大约20公里/秒的数字存在不确定性:我们只知道我们通过银河系的速度达到10%左右的精度。这个值约为20公里/秒,也是我们观测到的附近恒星相对于我们移动的速度。在地球(作为太阳系的一部分)在宇宙中移动的所有不同方式中,我们通过银河系的运动是不确定性最大的一个组成部分。
同样值得指出的是,行星围绕太阳的运动与太阳和太阳系通过银河系的运动并不完全一致。虽然太阳系的轨道大致在银河系的平面上 - 一个直径略高于100,000光年的平面,但只有大约约2,000光年厚 - 行星本身绕太阳运行的平面相对于我们在银河系中的运动倾斜约60 。
因此,我们在地球上通过银河系的累积运动可以从208公里/秒到237公里/秒不等,这取决于地球是朝着太阳系穿过银河系的同一方向行驶还是相反的方向;这在一年的时间里发生了变化。虽然太阳系本身无疑围绕银河系中心以椭圆形移动,但我们对轨道的偏心程度(即,最接近银河系中心的距离有多大不同)没有很好的价值。虽然它可能略低于10%,但事实是,与其他恒星的近距离接近,每百万年随机发生几次,正在不断改变我们通过银河系的轨道参数。
在这样一个混乱的环境中,丹麦的古老谚语"很难做出预测,特别是对未来",显然适用。
银河系在本地群内移动的速度有多快?
两个巨大物体之间的引力强度决定了它们在相互影响下彼此加速的速度,随着时间的推移,这种加速导致这些质量体在空间中快速移动。即使地球在其轴上旋转并围绕太阳旋转,当整个太阳系绕着银河系运行时,还有更大的宇宙运动在起作用。最接近家的一个发生在我们的本星系群中,银河系是大约60个星系中的第二大星系,它们都结合在一起。
本星系群中最大和质量最大的星系是仙女座星系,距离地球约250万光年,质量可能是银河系的两倍。仙女座离我们太远了,我们无法精确地测量它的位置如何随时间变化—— 至少在人类的时间尺度上是这样——但我们可以沿着我们的视线测量它的速度。根据我们观测到的光谱线的宇宙蓝移,我们可以说仙女座以301公里/秒的速度向我们的太阳移动。
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无论你选择从什么角度看它,地球总是在运动。我们的星球在其轴上连续旋转,旋转并完成大约每天一次完整的360 旋转。当我们旋转时,我们也围绕太阳旋转,每年完成近10亿公里的旅程。此外,整个太阳系——太阳、行星、卫星和所有太阳系——穿过银河系,绕着银河系中心运行,其时间尺度远远大于人类存在的时间尺度。最后,银河系在本星系团内移动,本星系群本身穿过星系际空间。
根据我们测量的相对于运动的内容,我们可以量化地球在宇宙中移动的速度。尽管通过我们在地球上可以进行的实验几乎无法检测到我们的运动,但观察宇宙使我们能够精确地了解我们在每个尺度上是如何运动的。以下是我们如何知道我们的宇宙运动是什么,从每个单独的组件到所有事物组合的整个累积效应。
这种地球景观来自美国宇航局的信使号宇宙飞船,它必须飞越地球和金星,以失去足够的能量到达其最终目的地:水星。圆形旋转的地球及其特征是不可否认的,因为这种旋转解释了为什么地球在中心凸起,在两极被压缩,并且具有不同的赤道和极地直径。
(图片来源:NASA/MESSENGER) 地球的旋转速度有多快?
这个问题虽然看起来很简单,但有不同的答案,这取决于你在地球表面的确切位置。地球是一个刚体,这意味着随着时间的推移,陆地相对于彼此保持相对恒定。当地球绕其轴线旋转时,表面上几乎每个点都在不到24小时内完成完全旋转:确切地说是23小时56分钟和4.09秒。
我们之所以将24小时分配给一天,是因为我们的行星围绕太阳的运动 - 我们不仅绕着轴旋转,而且也围绕太阳旋转 - 改变了我们在空间中的位置,相对于前一天开始时的位置。这种额外的运动意味着我们的星球需要旋转略高于360 才能从日出到日出或日落到日落。
人们经常引用我们的星球半径约为6371公里,但这只是平均数。实际上,我们不仅有当地的地形特征,如山脉,山谷和海洋,而且整个地球在赤道处凸起,并在两极处被压缩。休眠火山钦博拉索山是距离地球中心最远的地方,为6384.4公里,而北极的海平面距离地球中心仅6356公里。
绕地球轨道绕太阳公转一次,是9.4亿公里的旅程。地球每天在太空中行驶的额外300万公里,确保了在我们的轴上旋转360度不会将太阳恢复到每天在天空中的相同相对位置。这就是为什么我们的一天超过23小时56分钟,这是旋转360度所需的时间。
(图片来源:LARRY McNish在RASC卡尔加里中心)
尽管如此,整个星球在不到24小时的时间间隔内完成了一次360 的旋转,这意味着距离地球中心最远的人位于赤道 - 纬度0 - 以每小时1676公里(每小时1042英里)的速度行进,但是你的纬度越高,由于地球旋转,你的移动速度就越慢。在纬度45 处的人以只有1183公里/小时(735英里/小时)的速度移动,而在北极或南极的人根本不会移动;它们只是简单地完成一次旋转,同时始终保持在地球的地理极点。
地球是一颗在其轴上旋转的行星,这一事实带来了一些令人着迷的后果。 在高纬度地区,由于重力引起的加速度略强,因为更接近地球中心意味着更强的加速度。总而言之,在两极加速的速度比在赤道上快0.5%。 地球在赤道上更快的运动意味着,越接近0 纬度,将物体发射到太空中的能量就越少,这就是为什么地面火箭发射几乎只发生在热带地区。 事实上,我们有来自月球和太阳的潮汐,这意味着地球随着时间的推移会经历轻微的"制动"效应。随着时间的流逝,这一天比前一年长约14纳秒。推断回大约40亿年前,在太阳系的早期阶段,我们的星球旋转速度快了三到四倍,这意味着一天只有6到8个小时,而不是24个小时。
地球绕太阳公转不是一个完美的圆圈,而是一个椭圆。离心率,或我们轨道的"长轴"和"短轴"之间的差异,会随着时间的推移而变化,地球相对于太阳移动的速度在更近时更快,而在距离较远时则更慢。
(图片来源:NASA/JPL-Caltech) 地球绕太阳移动的速度有多快?
地球的自转使我们行星表面的最快点以每小时1676公里的速度,相当于约0.47公里/秒。但与地球围绕太阳旋转的速度相比,我们的旋转运动可以忽略不计。
在我们离太阳大约1.5亿公里(9300万英里)的距离上,太阳的质量决定了一颗行星——或任何卫星——需要多快移动才能保持在一个稳定的、近乎圆形的轨道上。平均而言,这个速度在每秒30公里以下只有一根胡须,随着我们的星球从最接近太阳(近日点)到最远点(远日点)行进,我们星球的实际速度全年都在变化。在最快的时候,地球以30.29公里/秒(18.82英里/秒)的速度移动,而在最慢的时候,它以29.29公里/秒(18.50英里/秒)的速度移动:相差约3%。
内层行星的轨道速度更快,水星的移动速度最快,约为47公里/秒,每颗行星的轨道越慢,我们移动得越远,一直到海王星,速度仅为5.4公里/秒。但是,正如地球围绕太阳的革命性运动大大超过了地球围绕其轴线的自转一样,还有其他宇宙运动远远超过了地球围绕太阳的运动。
行星如何绕太阳运行的精确模型,然后太阳以不同的运动方向穿过银河系。每颗行星与太阳的距离决定了它接收到的总辐射和能量,但这并不是决定行星温度的唯一因素。
(图片来源:Rhys Taylor) 太阳系穿过银河系的速度有多快?
如果太阳的质量更大,行星将需要更快地绕轨道运行以保持其当前的位置;这是引力的本质。好吧,银河系本身包含数千亿颗恒星,即使在我们与银河系中心的距离(近27,000光年)中,太阳和我们附近的其他恒星也被拉入围绕我们银河系的椭圆轨道。
要完成围绕银河系的全面革命需要非常长的时间:大约在2.2亿到2.5亿年之间,这意味着我们上一次相对于银河系处于这个位置时,第一批恐龙才刚刚开始出现。
据估计,我们的太阳绕银河系的速度约为220公里/秒:大约是我们星球围绕太阳运动的七倍。这个大约20公里/秒的数字存在不确定性:我们只知道我们通过银河系的速度达到10%左右的精度。这个值约为20公里/秒,也是我们观测到的附近恒星相对于我们移动的速度。在地球(作为太阳系的一部分)在宇宙中移动的所有不同方式中,我们通过银河系的运动是不确定性最大的一个组成部分。
虽然太阳在银河系平面内绕行,距离中心约25,000-27,000光年,但我们太阳系中行星的轨道方向与银河系根本不一致。据我们所知,行星的轨道平面在恒星系统中随机出现,通常与中心恒星的旋转平面对齐,但与银河系的平面随机对齐。
(图片来源:Science Minus Details)
同样值得指出的是,行星围绕太阳的运动与太阳和太阳系通过银河系的运动并不完全一致。虽然太阳系的轨道大致在银河系的平面上 - 一个直径略高于100,000光年的平面,但只有大约约2,000光年厚 - 行星本身绕太阳运行的平面相对于我们在银河系中的运动倾斜约60 。
因此,我们在地球上通过银河系的累积运动可以从208公里/秒到237公里/秒不等,这取决于地球是朝着太阳系穿过银河系的同一方向行驶还是相反的方向;这在一年的时间里发生了变化。虽然太阳系本身无疑围绕银河系中心以椭圆形移动,但我们对轨道的偏心程度(即,最接近银河系中心的距离有多大不同)没有很好的价值。虽然它可能略低于10%,但事实是,与其他恒星的近距离接近,每百万年随机发生几次,正在不断改变我们通过银河系的轨道参数。
在这样一个混乱的环境中,丹麦的古老谚语"很难做出预测,特别是对未来",显然适用。
一系列剧照展示了银河系和仙女座的合并,以及天空在发生时与地球的不同之处。当这两个星系合并时,它们的超大质量黑洞也完全有望合并在一起。目前,银河系和仙女座以~109公里/秒的相对速度相互移动。
(信用 美国宇航局;Z. Levay和R. van der Marel, STScI;T. 哈拉斯;A. 梅林格) 银河系在本地群内移动的速度有多快?
两个巨大物体之间的引力强度决定了它们在相互影响下彼此加速的速度,随着时间的推移,这种加速导致这些质量体在空间中快速移动。即使地球在其轴上旋转并围绕太阳旋转,当整个太阳系绕着银河系运行时,还有更大的宇宙运动在起作用。最接近家的一个发生在我们的本星系群中,银河系是大约60个星系中的第二大星系,它们都结合在一起。
本星系群中最大和质量最大的星系是仙女座星系,距离地球约250万光年,质量可能是银河系的两倍。仙女座离我们太远了,我们无法精确地测量它的位置如何随时间变化—— 至少在人类的时间尺度上是这样——但我们可以沿着我们的视线测量它的速度。根据我们观测到的光谱线的宇宙蓝移,我们可以说仙女座以301公里/秒的速度向我们的太阳移动。
当我们考虑太阳穿过银河系的方向和速度时,我们可以确定银河系和仙女座以109公里/秒的速度相互加速;我们正处在一个碰撞过程中,最终将以一个伟大的银河系合并而告终,这场合并将在大约40亿年后开始。
本星系群在星系际空间中移动的速度有多快?
最后,有一些最宏伟的尺度,只有当我们绘制出宇宙中完整的星系群,星团,超星系团甚至更大的结构时,我们才能探测到。我们附近宇宙中的其他大质量物体都拉着我们,而地下区域——那些已经放弃了它们曾经拥有的物质到周围更密集区域的区域——用远低于宇宙平均水平的力量拉着我们,使它们有效地驱散了我们。
我们本地群周围的大部分吸引力来自处女座超星系团,它吸引我们以相对于我们宇宙运动的其余部分约300公里/秒的速度朝向它。然而,在天空的另一边,与处女座星团的中心相对,是一个明显不足的空间区域。虽然大面积区域被称为集群,但地下区域被称为空隙,而我们所拥有的空隙实际上将我们从中排斥出来,大约在300公里/秒。
我们的一侧有一个大而巨大的团簇,另一侧有一个稀疏的,缺乏物质的空隙,吸引力和排斥力都指向同一个方向,导致我们的局部组的净运动约为600 km / s。
那么,我们在太空中累积的总运动是多少呢?
当您将所有这些动作加在一起时: 地球在其轴上旋转, 地球围绕太阳旋转, 太阳在银河系中移动, 银河系朝向仙女座, 当地群体被附近的超封区域所吸引,并被附近的低密度区域所排斥,
我们可以获得一个值,表示我们在任何给定的时刻实际在宇宙中移动的速度。
总的来说,我们在太空中的总运动速度在一个特定的方向上达到大约368公里/秒:朝向狮子座。在一年的时间里,这一变化可能高达约30公里/秒,这主要是由地球围绕太阳的变化运动驱动的。这可以通过对宇宙微波背景辐射的测量来证实,宇宙微波背景辐射在我们移动的方向(朝向狮子座)上显得更热,并且在与我们的运动相反的方向(远离水瓶座)上优先更冷。
忽略我们年度运动的变化,我们可以确定太阳相对于宇宙微波背景以368公里/秒的速度移动,而这个数字的不确定性仅为2公里/秒 。当你使用我们所做的全套测量时,我们可以计算出局部群相对于宇宙周围大尺度结构的运动:627 22公里/秒,朝着半人马座的方向移动。这个数字的不确定性为22公里/秒, 几乎完全是由于太阳围绕银河系中心运动的不确定性:这是我们累积运动中最难测量的组成部分。
如果你想知道地球在宇宙中移动的速度有多快,你必须问这样一个问题,"关于什么?你只是问它的旋转吗?关于它相对于太阳的运动?相对于银河系?本地组?宇宙的大规模结构?还是大爆炸本身留下的光芒:宇宙微波背景?
在整个宇宙中,没有什么是静止的、静止的和孤立的。今天,我们知道我们如何在宇宙中移动在每个尺度上。在未来,当我们拥有自己银河系的高级地图时,我们也许能够预测我们未来在宇宙中的运动,达到目前几乎无法想象的精度。