愛因斯坦的相對論表明,宇宙中沒有絕對靜止的參照系税迷,所謂的靜止不過是相對的概念永丝,運動才是絕對的。小到粒子箭养,大到天體都存在某種運動慕嚷,它們并不會保持絕對靜止。
太陽的東升西落是由地球自轉引起的毕泌,除了自轉之外喝检,地球還會繞著太陽公轉,繞行一圈的時間為一年撼泛。不過挠说,從更大的宇宙尺度來看,地球繞太陽的公轉軌道并不像我們通常認為的那樣是閉合的愿题。
在太陽系外面损俭,還有上千億顆恒星,以及大量的星云潘酗,它們在引力作用下共同構成了一個巨大的結構——銀河系杆兵,它的恒星盤直徑估計為17萬至20萬光年,平均厚度為2000光年仔夺。
在銀河系中琐脏,恒星都不是靜止的,它們沿著大致相同的方向繞著銀河系中心的共同質(zhì)心旋轉缸兔,我們的太陽也不例外日裙。太陽離銀河系中心約為2.6萬光年,繞行速度為每秒230公里惰蜜,每2.3億年繞行銀心一圈荒辕,這意味著太陽誕生至今轉了大約20圈镰吆。
由于太陽帶著地球一起在銀河系中穿行稻轨,所以地球在銀河系中的運動軌跡看起來是螺旋形的缚去。每次繞太陽公轉一圈之后路克,地球并沒有回到原來的銀河系空間樟结,太陽已經(jīng)帶著地球在銀河系中前進了一段距離。
另外精算,地球繞太陽公轉的軌道平面(黃道面)與銀河系的銀道面不是共面的瓢宦,兩者之間的夾角約為60°。太陽并非一直在銀道面中運動灰羽,而是會在銀道面上下方波浪式穿行驮履,每3200萬年穿過一次銀道面鱼辙。
既然地球和太陽都在公轉,那么玫镐,銀河系也有公轉運動嗎倒戏?如果有,銀河系又是繞著什么旋轉的呢恐似?
雖然銀河系非常大并且非常重杜跷,但作為一個整體結構,它確實也存在公轉運動矫夷。星系可以視為廣袤星系際空間中的基本單元葛闷,它們之間存在著引力作用,這會驅使星系運動双藕。
銀河系是一個大型星系淑趾,它的周圍有二三十個矮星系繞行。位于254萬光年外的仙女座星系是比銀河系更大的星系忧陪,它的周圍也有幾十個矮星系繞行扣泊。這兩個小群體在引力的作用下,構成了一個更大的結構——本星系群嘶摊。
雖然仙女座星系比銀河系更大更重旷赖,但兩者差距并沒有那么大,銀河系并不是繞著仙女座星系運動的衛(wèi)星星系更卒。本星系群的引力中心在銀河系和仙女座星系之間的空間中等孵,銀河系和仙女座星系帶著各自的衛(wèi)星星系繞著該中心旋轉。
不過蹂空,由于銀河系和仙女座星系的距離太近俯萌,它們并不會在穩(wěn)定的軌道上運動,而是會互相螺旋接近上枕。預計在38億年后咐熙,這兩個星系將會發(fā)生不可避免的碰撞。
就像銀河系有公轉運動辨萍,結構更大的本星系群也有公轉運動棋恼。本星系群周圍還有上百個星系群,它們在引力的作用下結合成了本超星系團锈玉,其引力中心位于5380萬光年外的室女座星系團爪飘。
在引力的作用下,本星系群以及其他成員星系群都會繞著那個共同質(zhì)心運動拉背。據(jù)估計师崎,本星系群的繞行速度為620公里/秒,公轉一圈所需的時間將近1700億年椅棺。宇宙目前的年齡也才138億年犁罩,所以本星系群還來不及公轉一圈齐蔽。
然而,就算給予足夠的時間床估,本星系群也不會完成一周公轉含滴。天文學家發(fā)現(xiàn),2億光年外的巨引源正在向我們施加強大的引力作用丐巫,這個引力異常點將會把本星系群拖入“深淵”蛙吏。
除了巨引源之外,宇宙中還有更強大的作用來影響星系運動鞋吉,這就是分布在空間每個角落的暗能量鸦做。這種神秘的能量會產(chǎn)生排斥效應,對抗引力效應谓着,在大尺度結構下占據(jù)主導作用泼诱。未來,暗能量將會把超星系團赊锚、星系團這樣的巨大結構撕裂掉治筒,只有本星系群、銀河系這樣較小結構才能幸存下來舷蒲。