文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
这是一个在日常生活中我们经常发现的问题 ， 但也是最容易忽视的一种现象 。 无论是古代还是现代 ， 在晴朗的夜晚抬头观看璀璨的星空 ， 既能够带来心情的愉悦和放松 ， 也可以深入思考宇宙运行规律和反思生命的真谛 。 而投影到天幕上的星星 ， 其相对位置在每天相应时间段的变化微乎其微 ， 这也成为古代人们观测天象、修正历法和指导农业生产的重要依据 。 而作为普通群众的我们 ， 在科学家们通过长时间观测形成的星空图的指引下 ， 也可以很轻松地找出所要寻找的星体 ， 那么在此过程中 ， 我们不免心生疑问 ， 就是宇宙中所有星体 ， 每时每刻都在快速地移动 ， 为何我们在夜空中看到的位置不会发生变化呢？
【星系都在高速运动，为何在地球上看星空，很难发现这种变化？】
我们判断物体所处位置的依据我们在地球上观察任何一个物体 ， 当在一个时间点上来看 ， 确定其位置的依据就是它所处的空间坐标 ， 那么 ， 如果这个物体与我们相对静止 ， 我们通过这个空间坐标就会很容易地找到它们 ， 利用地图导航就是这个原理 。 而从我们地球的视角出来 ， 标注星体在天空中的位置 ， 就用这个时间点的星空图位置来表示 ， 是一样的道理 ， 只不过它是远近不同的星体 ， 在大气层上的投影而已 。
而目标物体如果与我们地球是处于相对运动的状态 ， 那么无论是在地球上的物体 ， 还是处在宇宙空间中的星体 ， 我们所观察到它们所处的空间位置肯定不是固定不变的 ， 而决定可视速度大小的因素主要包括两个方面：
一是与观测者的距离 。 距离越远 ， 在相同的速度下 ， 投影到地球上的平面位移就小 ， 我们所看到的物体可视运动就越慢 。
二是相对运动速度 。 同样的距离 ， 在相对运动速度较大的情况下 ， 其投影到地球上的平面位移就大 ， 我们所看到的物体可视运动就越快 。
由于宇宙空间中的星体 ， 都是围绕着一个引力源作周期性的运动 ， 那么 ， 在上述这两个因素的影响之下 ， 决定着我们观测到的运动情况 ， 就转化为目标星体的线速度和角速度 。
线速度 ， 对于星体来说 ， 就是沿着公转轨道切线方向的直线速度 。 在与地球相同距离情况下 ， 星体的线速度越快 ， 则我们观测到的星体运动速度就越快 。 角速度 ， 就是星体在绕着引力源方向作公转运动的同时 ， 单位时间内所移动的角度值大小 。 在与地球距离相同的情况下 ， 星体的角速度越快 ， 则我们观测到的星体运动速度也越快 。 地球在银河系中的运动
从以上的分析我们可以看出 ， 在判断目标星体相对地球的运动状态时 ， 必须要把地球和目标星体统一进行考虑 ， 来判断我们所观测到的线速度与角速度值的变化规律 。
首先来看一下太阳系内的观测情况 。 以地球为观测点 ， 来观察所围绕运动的太阳、太阳系内各行星、或者月球的变化情况 ， 我们可以根据相互之间的运动周期规律 ， 测算出相应的运动线速度和角速度 。 地球自转的角速度为0.25度每分钟 ， 当目标星体在地球上投影的角速度变化率如果等于这个数值 ， 那么在天空上的投影就会永远不会发生变化 。 而实际上 ， 除了月球以外 ， 每个星体都达不到这个要求 ， 所以我们在夜晚的不同时间段看星空 ， 都会有“西升东落”的感觉 。
再看一下太阳系在银河系的运动 。 太阳系处在银河系4条主要旋臂－猎户臂上 ， 距离银心2.5万光年 ， 围绕银心运动的线速度约为每秒210公里 ， 但一周所需的时间长达2.26亿年之久 ， 如果以太阳系的整体来看 ， 其运动的角速度更加微小 ， 以至于在较长的时间内也不会体现出这种角速度带来的位移变化 。
推荐阅读
- ?太阳系最可能存在地外生命的星球，具备多个孕育生命的条件，令科学家痴迷
- 天文学家绘制出银河系与六个古老星系合并的星图
- 20年前估算宇宙有一千亿星系，哈勃超深空出来后，科学家也迷茫了！
- 敬畏自然，淡看人生
- 旅行者号的遭遇表明，人类无法离开太阳系，即使光速也不行
- 旅行者2号遇“火墙”阻挡，温度高达49427℃，人类飞不出太阳系？
- 三分之一外壳是钻石：水星可能是太阳系最“值钱”的行星
- 是谁在背后操纵着宇宙的一切？也许爱因斯坦的猜测是对的
- 130亿年银河系演化史！中国望远镜立功，太厉害了