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怎麼測量地球在宇宙中的速度

生活 更新时间:2024-07-02 13:08:02
前言

關于天體的研究,中國古代很早之前便創造了一套獨屬于自己的星區劃分體系,為不同的星辰取名,通過觀測天象來預判吉兇禍福,進而趨吉避兇。

不過那時的人們科技水平終究有限,他們無法探測宇宙,隻能将日月星辰的出現放入神話創世論中,并且堅定地認可“天圓地方”理論。

直到近現代,西方的地圓說被引入中國得到普及,我們的古闆天地觀才被打破。事實上,西方關于宇宙天體的研究較東方更為深入,也更先一步。

怎麼測量地球在宇宙中的速度(地球以超快的速度在穿越宇宙)1

自柏拉圖提出“地球”這一概念之後,西方“地心說”、“日心說”概念的接連出現都曾長時間影響人類的世界觀,特别是哥白尼提出的“日心說”,到現在依舊被适用。

1543年,哥白尼在《天體運行論》一書中提出地球自轉和公轉的概念,認定地球在宇宙中其實是運動的,這極大地沖擊了當時古人的觀念,緻使該學說不被認同。

但随着科技的發展,牛頓萬有引力的提出、開普勒行星運動定律的提出都無一不在證明着,地球不僅在運動,而且根據參考系的不同,運動速度還不一樣。

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甚至有人還說,如今的地球正在以每秒600公裡的速度穿越宇宙,隻是人類毫無察覺罷了。而今天我們就來看看,在不同參考系下,地球的運動速度有何不同。

參考系地球:地球自轉

衆所周知,地球在宇宙中的運動分為自轉和公轉兩種,其中自轉便是地球因為角動量守恒原理,會以地軸為中心點,自西向東轉動,平均角速度為 4.167×10-3度/秒,線速度為465米/秒,轉動一周消耗的時間為23小時56分

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而因為太陽是地球光照的源頭,因此目前地球上所觀測到的天體東升西落都是因為地球自轉的緣故。

不過到了近現代,随着科學家們天文觀測器具的升級以及對各種自然時間現象的觀察分析,人們發現地球的自轉其實是不均勻的,即地球的自轉速度會出現季節性變化、年際變化、周期變化等等,而且每隔100年,地球的自轉周期便會減少千分之二秒

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參考系太陽:地球公轉

如果将參考系選作太陽,那麼地球的公轉速度便是它的運動速度。誠如日心說所言,地球以及其它太陽系的行星都在圍繞着太陽轉動,而受到太陽引力以及地球自轉的影響,地球公轉也會有一定的規律,在速度方面存在表面上的固定值,即每秒29.8千米。

至于為什麼會說是表面上的固定值,主要還是因為地球公轉速度跟地球與太陽之間的距離有關。

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在地對日的運動中,存在近日點與遠日點,當地球運動到近日點時,速度變成了30.3千米/秒,當地球運動到遠日點時,速度又變成了29.3千米/秒,也因此地球上的四季時長才會不同。

參考系銀河系:太陽系公轉

這個參考系的選擇相對天體本體而言較大,不過如果将太陽系整體當作一顆天體,依照萬有引力定律,它依舊存在着自轉和公轉。

銀河系作為太陽系所在的棒旋星系,旋臂之間的距離達4500光年,包含了上千億顆恒星,太陽隻是其中微不足道的一顆。

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而根據觀測,太陽系距離銀河系中心約為達2.64萬光年,整個太陽系的公轉速度大約在250千米/秒左右,至于在太陽系内的天體,運轉速度大約為220公裡/秒。因此地球的運動速度差不多也是這個數值。

參考系室女座超星系團:銀河系公轉

我們再将參考系擴大至目前人類了解到的極大星系概念。要知道,太陽系雖然是銀河系的一個小成員,但銀河系也隻是本星系群的一個小分支,甚至在本星系群之上,還有室女座星系團(本超星系團)。

因為本星系群屬于躲避星團,中心聚集趨勢不明顯,因此銀河系看起來就像是在圍繞着室女座星系團旋轉。

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而銀河系距離室女座星系團的中心大概約6000萬光年,繞行速度約600千米/秒,因此地球的運行速度也大約在600公裡/秒左右,速度可謂極快了。如果人類已經能夠實現光速飛行,照這個速度過不了多久便可以飛出太陽系了。因此說地球在高速穿越宇宙也不為過。

結語

綜上所述,我們能夠清楚看到,選擇的參考系不同,地球的運轉速度也有所不同,這就跟在地球上人類感受不到地球的運動原理是一樣的,相對靜止和相對運動從來都是局部的,如果将參考系擴大,那麼自然能夠看到不一樣的世界。

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當然,就人類目前所處的地方來說,想要切實感受到地球600公裡/秒的超高速運動,可能性并不大。

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