გრავიტაციას შეუძლია არა მხოლოდ მიზიდვა, არამედ მოგერიებაც - როგორ მოგწონთ ეს განცხადება? და არა ახალ მათემატიკურ თეორიაში, არამედ რეალურად - დიდი რეპულსერი, როგორც მას მეცნიერთა ჯგუფმა უწოდა, პასუხისმგებელია იმ სიჩქარის ნახევარზე, რომლითაც ჩვენი გალაქტიკა მოძრაობს სივრცეში. ფანტასტიურად ჟღერს, არა? მოდი გავარკვიოთ.

პირველ რიგში, მოდით მივხედოთ გარშემო და გავიცნოთ ჩვენი მეზობლები სამყაროში. ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ჩვენ ბევრი რამ ვისწავლეთ და სიტყვა "კოსმოგრაფია" დღეს არ არის ტერმინი სტრუგაცკის სამეცნიერო ფანტასტიკური რომანებიდან, არამედ თანამედროვე ასტროფიზიკის ერთ-ერთი ფილიალი, რომელიც ეხება რუქების შედგენას. ჩვენთვის ხელმისაწვდომი სამყარო. ჩვენი ირმის ნახტომის უახლოესი მეზობელია ანდრომედას გალაქტიკა, რომელიც ღამის ცაზე შეუიარაღებელი თვალით ჩანს. მაგრამ შეუძლებელი იქნება კიდევ რამდენიმე ათეული თანამგზავრის ნახვა - ჯუჯა გალაქტიკები, რომლებიც ბრუნავენ ჩვენს ირგვლივ და ანდრომედას, ძალიან ბუნდოვანია და ასტროფიზიკოსები ჯერ კიდევ არ არიან დარწმუნებული, რომ მათ ყველა იპოვეს. თუმცა, ყველა ეს გალაქტიკა (მათ შორის, რომლებიც არ არის აღმოჩენილი), ისევე როგორც გალაქტიკა Triangulum და გალაქტიკა NGC 300, შედის გალაქტიკების ადგილობრივ ჯგუფში. ამჟამად ლოკალურ ჯგუფში ცნობილია 54 გალაქტიკა, რომელთა უმეტესობა უკვე ნახსენები მკრთალი ჯუჯა გალაქტიკაა და მისი ზომა აღემატება 10 მილიონ სინათლის წელს. ადგილობრივი ჯგუფი, 100-მდე სხვა გალაქტიკის გროვასთან ერთად, არის ქალწულის სუპერგროვის ნაწილი, რომლის ზომა 110 მილიონ სინათლის წელზე მეტია.

2014 წელს ასტროფიზიკოსთა ჯგუფმა ბრენტ ტულის ხელმძღვანელობით ჰავაის უნივერსიტეტიდან დაადგინა, რომ თავად ეს სუპერგროვა, რომელიც შედგება 30 ათასი გალაქტიკისგან, არის სხვა გალაქტიკის ნაწილი. ოუფრო დიდი სტრუქტურა - Laniakea სუპერჯგუფი, რომელიც უკვე შეიცავს 100 ათასზე მეტ გალაქტიკას. რჩება ბოლო ნაბიჯის გადადგმა - ლანიაკეა, პერსევს-თევზების ზეგროვთან ერთად, არის თევზები-ცეტუსის სუპერკლასტერული კომპლექსის ნაწილი, რომელიც ასევე არის გალაქტიკური ძაფი, ანუ სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის განუყოფელი ნაწილი. .

დაკვირვებები და კომპიუტერული სიმულაციები ადასტურებს, რომ გალაქტიკები და გროვები არ არიან მიმოფანტული ქაოტურად მთელ სამყაროში, არამედ ქმნიან ღრუბლისმაგვარ კომპლექსურ სტრუქტურას ძაფებით, კვანძებითა და სიცარიელებით, რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც სიცარიელე. სამყარო, როგორც ედვინ ჰაბლმა აჩვენა თითქმის ასი წლის წინ, ფართოვდება და სუპერკლასტერები ყველაზე დიდი წარმონაქმნებია, რომლებსაც გრავიტაცია არ აშორებს. ანუ, გამარტივებისთვის, ძაფები ერთმანეთისგან იფანტება ბნელი ენერგიის გავლენის გამო და მათ შიგნით ობიექტების მოძრაობა დიდწილად გრავიტაციული მიზიდულობის ძალებით არის განპირობებული.

ახლა კი, იმის ცოდნა, რომ ჩვენს ირგვლივ იმდენი გალაქტიკა და გროვაა, რომლებიც ერთმანეთს ისე ძლიერად იზიდავს, რომ სამყაროს გაფართოებაც კი გადალახავს, ​​დროა დავსვათ მთავარი კითხვა: სად მიდის ეს ყველაფერი? სწორედ ამაზე ცდილობს პასუხის გაცემას მეცნიერთა ჯგუფი იეჰუდი ჰოფმანთან ერთად იერუსალიმის ებრაული უნივერსიტეტიდან და უკვე ნახსენებ ბრენტ ტულისთან ერთად. მათი ერთობლივი ნამუშევარი გამოვიდა ქ Ბუნება, დაფუძნებულია Cosmicflows-2 პროექტის მონაცემებზე, რომელმაც გაზომა 8000-ზე მეტი ახლომდებარე გალაქტიკის მანძილი და სიჩქარე. ეს პროექტი 2013 წელს დაიწყო იმავე ბრენტ ტულის მიერ კოლეგებთან ერთად, მათ შორის იგორ კარაჩენცევი, ერთ-ერთი ყველაზე ციტირებული რუსი დამკვირვებელი ასტროფიზიკოსი.

ადგილობრივი სამყაროს სამგანზომილებიანი რუკა (რუსული თარგმანით), რომელიც შედგენილია მეცნიერების მიერ, შეგიძლიათ იხილოთ: ამ ვიდეოს.

ადგილობრივი სამყაროს მონაკვეთის სამგანზომილებიანი პროექცია. მარცხნივ, ლურჯი ხაზები მიუთითებს ახლომდებარე სუპერგროვების ყველა ცნობილი გალაქტიკის სიჩქარის ველზე - ისინი აშკარად მოძრაობენ შაპლის მზიდველისკენ. მარჯვნივ, სიჩქარის საწინააღმდეგო ველი (სიჩქარის ველის საპირისპირო მნიშვნელობები) ნაჩვენებია წითლად. ისინი იყრიან თავს იმ წერტილში, სადაც სამყაროს ამ რეგიონში მიზიდულობის ნაკლებობის გამო ისინი "გამოდევნიან".

იეჰუდა ჰოფმანი და სხვები 2016 წ

მაშ სად მიდის ეს ყველაფერი? პასუხის გასაცემად, ჩვენ გვჭირდება ზუსტი სიჩქარის რუკა ახლომდებარე სამყაროს ყველა მასიური სხეულისთვის. სამწუხაროდ, Cosmicflows-2-ის მონაცემები არ არის საკმარისი მის ასაგებად - მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის საუკეთესო, რაც აქვს კაცობრიობას, ის არასრული, არაერთგვაროვანია ხარისხით და აქვს დიდი შეცდომები. პროფესორმა ჰოფმანმა გამოიყენა Wiener-ის შეფასება ცნობილ მონაცემებზე - სტატისტიკური ტექნიკა ხმაურისგან სასარგებლო სიგნალის გამოყოფისთვის, რომელიც მოდიოდა რადიო ელექტრონიკიდან. ეს შეფასება საშუალებას გვაძლევს შემოვიტანოთ სისტემის ქცევის ძირითადი მოდელი (ჩვენს შემთხვევაში, სტანდარტული კოსმოლოგიური მოდელი), რომელიც განსაზღვრავს ყველა ელემენტის ზოგად ქცევას დამატებითი სიგნალების არარსებობის შემთხვევაში. ანუ კონკრეტული გალაქტიკის მოძრაობა განისაზღვრება სტანდარტული მოდელის ზოგადი დებულებებით, თუ მისთვის საკმარისი მონაცემებია და გაზომვის მონაცემებით, ასეთის არსებობის შემთხვევაში.

შედეგებმა დაადასტურა ის, რაც უკვე ვიცოდით - გალაქტიკათა მთელი ადგილობრივი ჯგუფი დაფრინავს კოსმოსში დიდი მიმზიდველისკენ, გრავიტაციული ანომალია ლანიაკეას ცენტრში. თავად დიდი მიმზიდველი კი, მიუხედავად მისი სახელისა, არც ისე დიდია - მას იზიდავს ბევრად უფრო მასიური შაპლის სუპერკლასტერი, რომლისკენაც მივდივართ წამში 660 კილომეტრის სიჩქარით. პრობლემები მაშინ დაიწყო, როდესაც ასტროფიზიკოსებმა გადაწყვიტეს შეედარებინათ ადგილობრივი ჯგუფის გაზომილი სიჩქარე გამოთვლილ სიჩქარესთან, რომელიც მიღებულია შაპლის სუპერკლასტერის მასიდან. აღმოჩნდა, რომ მიუხედავად მისი კოლოსალური მასისა (ჩვენი გალაქტიკის 10 ათასი მასა), მან ვერ დაგვაჩქარა ასეთ სიჩქარემდე. უფრო მეტიც, ანტისიჩქარების რუქის აგებით (ვექტორების რუკა, რომლებიც მიმართულია სიჩქარის ვექტორების საპირისპირო მიმართულებით), მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ტერიტორია, რომელიც თითქოს გვაშორებს თავისგან. უფრო მეტიც, ის მდებარეობს შაპლის სუპერკლასტერისგან ზუსტად მოპირდაპირე მხარეს და იგერიებს ზუსტად ისეთივე სიჩქარით, როგორც მთლიანობაში საჭირო 660 კილომეტრს წამში.

მთელი მიმზიდველი-საწინააღმდეგო სტრუქტურა წააგავს ელექტრული დიპოლის ფორმას, რომელშიც ძალის ხაზები გადადის ერთი მუხტიდან მეორეზე.

კლასიკური ელექტრო დიპოლი ფიზიკის სახელმძღვანელოდან.

Wikimedia Commons

მაგრამ ეს ეწინააღმდეგება ყველა ფიზიკას, რაც ჩვენ ვიცით - ანტიგრავიტაცია ვერ იარსებებს! რა სასწაულია ეს? პასუხის გასაცემად, წარმოვიდგინოთ, რომ თქვენ გარშემორტყმული და სხვადასხვა მიმართულებით გიზიდავთ ხუთი მეგობარი – თუ ამას იგივე ძალით გააკეთებენ, მაშინ თქვენ ადგილზე დარჩებით, თითქოს არავინ გიზიდავს. თუმცა, თუ რომელიმე მათგანი, მარჯვნივ მდგომი, გაგიშვებთ, მაშინ გადახვალთ მარცხნივ - მისგან საპირისპირო მიმართულებით. ანალოგიურად, თქვენ გადახვალთ მარცხნივ, თუ ხუთ მომზიდველ მეგობარს შეუერთდება მეექვსე, რომელიც დგას მარჯვნივ და დაიწყებს თქვენს დაწევას, ვიდრე მიზიდვას.

იმის შედარებით, თუ რას ვმოძრაობთ სივრცეში.

ცალკე, თქვენ უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ განისაზღვრება სიჩქარე სივრცეში. არსებობს რამდენიმე განსხვავებული მეთოდი, მაგრამ ერთ-ერთი ყველაზე ზუსტი და ხშირად გამოყენებული არის დოპლერის ეფექტის გამოყენება, ანუ სპექტრალური ხაზების გადაადგილების გაზომვა. წყალბადის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ხაზი, ბალმერი ალფა, ლაბორატორიაში ჩანს, როგორც ნათელი წითელი გამოსხივება ტალღის სიგრძეზე 656,28 ნანომეტრი. ანდრომედას გალაქტიკაში კი მისი სიგრძე უკვე 655,23 ნანომეტრია – უფრო მოკლე ტალღის სიგრძე ნიშნავს, რომ გალაქტიკა ჩვენსკენ მოძრაობს. ანდრომედას გალაქტიკა გამონაკლისია. სხვა გალაქტიკების უმეტესობა დაფრინავს ჩვენგან - და მათში წყალბადის ხაზები უფრო გრძელი ტალღებით იქნება დაჭერილი: 658, 670, 785 ნანომეტრი - რაც უფრო შორს დაფრინავს გალაქტიკები, მით უფრო სწრაფად დაფრინავენ გალაქტიკები და მით უფრო დიდია სპექტრული ხაზების გადანაცვლება რეგიონში. გრძელი ტალღები (ამას წითელშიფრა ჰქვია). თუმცა, ამ მეთოდს აქვს სერიოზული შეზღუდვა - მას შეუძლია გაზომოს ჩვენი სიჩქარე სხვა გალაქტიკასთან შედარებით (ან გალაქტიკის სიჩქარე ჩვენთან შედარებით), მაგრამ როგორ გავზომოთ სად ვფრინავთ იმავე გალაქტიკით (და ვფრინავთ თუ არა სადმე) ? გაფუჭებული სპიდომეტრით და რუქის გარეშე მანქანის მართვას ჰგავს - ზოგ მანქანას ვასწრებთ, ზოგს გვიასწრებს, მაგრამ სად მიდიან ყველა და როგორია ჩვენი სიჩქარე გზასთან შედარებით? სივრცეში არ არსებობს ასეთი გზა, ანუ აბსოლუტური კოორდინატთა სისტემა. ზოგადად, სივრცეში არაფერია სტაციონარული, რომელზედაც შეიძლება გაზომვები იყოს მიბმული.

სინათლის გარდა არაფერი.

ეს ასეა - მსუბუქი, უფრო ზუსტად თერმული გამოსხივება, რომელიც გაჩნდა დიდი აფეთქების შემდეგ და თანაბრად გავრცელდა (ეს მნიშვნელოვანია) მთელ სამყაროში. ჩვენ მას ვუწოდებთ კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებას. სამყაროს გაფართოების გამო, კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების ტემპერატურა მუდმივად მცირდება და ახლა ისეთ დროში ვცხოვრობთ, რომ ის უდრის 2,73 კელვინს. კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების ჰომოგენურობა - ან, როგორც ფიზიკოსები ამბობენ, იზოტროპია - ნიშნავს, რომ არ აქვს მნიშვნელობა, თუ რა მიმართულებით მიმართავთ ტელესკოპს ცაში, სივრცის ტემპერატურა უნდა იყოს 2,73 კელვინი. მაგრამ ეს იმ შემთხვევაში, თუ ჩვენ არ გადავინაცვლებთ კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებასთან შედარებით. თუმცა, გაზომვებმა, მათ შორის პლანკისა და COBE ტელესკოპების მიერ ჩატარებულმა გაზომვებმა აჩვენა, რომ ცის ნახევარის ტემპერატურა ოდნავ ნაკლებია ამ მნიშვნელობაზე, ხოლო მეორე ნახევრის ოდნავ მეტი. ეს არ არის გაზომვის შეცდომები, იგივე დოპლერის ეფექტის გამო - ჩვენ გადავდივართ CMB-თან შედარებით და, შესაბამისად, CMB-ის ნაწილი, რომლისკენაც მივდივართ წამში 660 კილომეტრის სიჩქარით, ცოტა უფრო თბილი გვეჩვენება.

COBE კოსმოსური ობსერვატორიის მიერ მიღებული კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების რუკა. დიპოლური ტემპერატურის განაწილება ადასტურებს ჩვენს მოძრაობას სივრცეში - ჩვენ ვშორდებით უფრო ცივი ზონიდან (ლურჯი ფერები) უფრო თბილი უბნისკენ (ამ პროექციაში ყვითელი და წითელი ფერები).

DMR, COBE, NASA, ოთხწლიანი ცის რუკა

სამყაროში მეგობრების მოზიდვის როლს ასრულებენ გალაქტიკები და გალაქტიკათა გროვები. თუ ისინი თანაბრად იყო განაწილებული მთელ სამყაროში, მაშინ ჩვენ არსად გადავიდოდით - ისინი ერთი და იგივე ძალით გვიყვანდნენ სხვადასხვა მიმართულებით. ახლა წარმოიდგინეთ, რომ ჩვენს ერთ მხარეს არ არის გალაქტიკები. მას შემდეგ, რაც ყველა სხვა გალაქტიკა დარჩა ადგილზე, ჩვენ დავშორდებით ამ სიცარიელეს, თითქოს ის გვერიდება. ეს არის ზუსტად ის, რაც ხდება იმ რეგიონთან, რომელსაც მეცნიერებმა შეარქვეს დიდი რეპულსორი, ან დიდი რეპელერი - კოსმოსის რამდენიმე კუბური მეგაპარსეკი უჩვეულოდ ცუდად არის დასახლებული გალაქტიკებით და ვერ ანაზღაურებს გრავიტაციულ მიზიდულობას, რომელსაც ყველა ეს გროვა და სუპერგროვა ახორციელებს ჩვენზე სხვებისგან. მიმართულებები. რამდენად ღარიბია ეს სივრცე გალაქტიკებში, გასარკვევია. ფაქტია, რომ დიდი რეპელერი ძალიან ცუდად მდებარეობს - ის მდებარეობს აცილების ზონაში (დიახ, ასტროფიზიკაში ბევრი ლამაზი, გაუგებარი სახელია), ანუ ჩვენი გალაქტიკის მიერ ჩვენგან დახურული სივრცის რეგიონი, ირმის ნახტომი.

ადგილობრივი სამყაროს სიჩქარის რუკა, დაახლოებით 2 მილიარდი სინათლის წლის ზომით. ცენტრში ყვითელი ისარი გამოდის გალაქტიკათა ლოკალური ჯგუფიდან და მიუთითებს მის გადაადგილების სიჩქარეზე დაახლოებით შაპლის მიმზიდველის მიმართულებით და ზუსტად საპირისპირო მიმართულებით რეპელერისგან (მითითებულია ყვითელი და ნაცრისფერი მონახაზით მარჯვენა და ზედა ზონაში. ).

იეჰუდა ჰოფმანი და სხვები 2016 წ

ვარსკვლავებისა და ნისლეულების უზარმაზარი რაოდენობა, განსაკუთრებით გაზი და მტვერი, ხელს უშლის გალაქტიკური დისკის მეორე მხარეს მდებარე შორეული გალაქტიკების სინათლეს ჩვენამდე მიღწევას. მხოლოდ ბოლოდროინდელმა დაკვირვებებმა რენტგენისა და რადიოტელესკოპებით, რომლებსაც შეუძლიათ გამოავლინონ რადიაცია თავისუფლად გადის გაზსა და მტვერში, შესაძლებელი გახადა აცილების ზონაში მყოფი გალაქტიკების მეტ-ნაკლებად სრული სიის შედგენა. დიდი რეპულსორის რეგიონში მართლაც ძალიან ცოტა გალაქტიკაა, ამიტომ, როგორც ჩანს, ის არის სიცარიელის კანდიდატი - სამყაროს კოსმოსური სტრუქტურის გიგანტური ცარიელი რეგიონი.

დასასრულს, უნდა ითქვას, რომ რაც არ უნდა მაღალი იყოს კოსმოსში ჩვენი ფრენის სიჩქარე, ჩვენ ვერ მივაღწევთ ვერც შაპლის ატრაქტორს და ვერც დიდ მიმზიდველს - მეცნიერთა გამოთვლებით, ამას ათასობითჯერ დასჭირდება დრო. აღემატება სამყაროს ასაკს, ასე რომ, რაც არ უნდა ზუსტი იყოს რაც არ უნდა განვითარდეს კოსმოგრაფიის მეცნიერება, მისი რუქები დიდი ხნის განმავლობაში არ გამოდგება მოგზაურობის მოყვარულთათვის.

მარატ მუსინი

ნებისმიერი ადამიანი, თუნდაც დივანზე მწოლიარე ან კომპიუტერთან მჯდომი, მუდმივ მოძრაობაშია. გარე სივრცეში ამ უწყვეტ მოძრაობას აქვს სხვადასხვა მიმართულება და უზარმაზარი სიჩქარე. უპირველეს ყოვლისა, დედამიწა მოძრაობს თავისი ღერძის გარშემო. გარდა ამისა, პლანეტა ბრუნავს მზის გარშემო. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. ჩვენ ვფარავთ ბევრად უფრო შთამბეჭდავ დისტანციებს მზის სისტემასთან ერთად.

მზე არის ერთ-ერთი ვარსკვლავი, რომელიც მდებარეობს ირმის ნახტომის სიბრტყეში, ან უბრალოდ გალაქტიკაში. ცენტრიდან დაშორებულია 8 კმ-ით, ხოლო გალაქტიკის სიბრტყიდან მანძილი 25 ც. ვარსკვლავური სიმკვრივე გალაქტიკის ჩვენს რეგიონში არის დაახლოებით 0,12 ვარსკვლავი 1 pc3-ზე. მზის სისტემის პოზიცია არ არის მუდმივი: ის მუდმივ მოძრაობაშია ახლომდებარე ვარსკვლავებთან, ვარსკვლავთშორის გაზთან და ბოლოს, ირმის ნახტომის ცენტრის გარშემო. მზის სისტემის მოძრაობა გალაქტიკაში პირველად შენიშნა უილიამ ჰერშელმა.

გადაადგილება ახლომდებარე ვარსკვლავებთან შედარებით

მზის მოძრაობის სიჩქარე ჰერკულესისა და ლირას თანავარსკვლავედების საზღვრამდე არის 4 ა.წ. წელიწადში, ანუ 20 კმ/წმ. სიჩქარის ვექტორი მიმართულია ეგრეთ წოდებული მწვერვალისკენ - წერტილი, რომლისკენაც მიმართულია სხვა ახლომდებარე ვარსკვლავების მოძრაობაც. ვარსკვლავების სიჩქარის მიმართულებები, მ.შ. მზეები იკვეთება მწვერვალის მოპირდაპირე წერტილში, რომელსაც ანტიაპიქსი ეწოდება.

მოძრაობა ხილულ ვარსკვლავებთან შედარებით

მზის მოძრაობა ნათელ ვარსკვლავებთან მიმართებაში, რომლებიც ტელესკოპის გარეშე ჩანს, ცალკე იზომება. ეს არის მზის სტანდარტული მოძრაობის მაჩვენებელი. ასეთი მოძრაობის სიჩქარეა 3 ა.ე. წელიწადში ან 15 კმ/წმ.

გადაადგილება ვარსკვლავთშორის სივრცესთან შედარებით

ვარსკვლავთშორის სივრცესთან მიმართებაში მზის სისტემა უკვე უფრო სწრაფად მოძრაობს, სიჩქარე 22-25 კმ/წმ. ამავდროულად, "ვარსკვლავთშორისი ქარის" გავლენის ქვეშ, რომელიც "ბერავს" გალაქტიკის სამხრეთ რეგიონიდან, მწვერვალი გადადის თანავარსკვლავედში Ophiuchus. ცვლა დაახლოებით 50-ია.

ნავიგაცია ირმის ნახტომის ცენტრში

მზის სისტემა ჩვენი გალაქტიკის ცენტრთან შედარებით მოძრაობს. იგი მოძრაობს თანავარსკვლავედისკენ. სიჩქარე დაახლოებით 40 AU. წელიწადში, ანუ 200 კმ/წმ. რევოლუციის დასრულებას 220 მილიონი წელი სჭირდება. ზუსტი სიჩქარის დადგენა შეუძლებელია, რადგან მწვერვალი (გალაქტიკის ცენტრი) ჩვენგან იმალება ვარსკვლავთშორისი მტვრის მკვრივი ღრუბლების მიღმა. მწვერვალი გადაინაცვლებს 1,5°-ით ყოველ მილიონ წელიწადში და სრულ წრეს ასრულებს 250 მილიონ წელიწადში, ანუ 1 გალაქტიკურ წელიწადში.

მოგზაურობა ირმის ნახტომის კიდეზე

გალაქტიკის მოძრაობა გარე სივრცეში

ჩვენი გალაქტიკა ასევე არ დგას, მაგრამ უახლოვდება ანდრომედას გალაქტიკას 100-150 კმ/წმ სიჩქარით. გალაქტიკათა ჯგუფი, რომელიც მოიცავს ირმის ნახტომს, 400 კმ/წმ სიჩქარით მოძრაობს დიდი ქალწულის გროვისკენ. ძნელი წარმოსადგენია და კიდევ უფრო რთულია გამოთვლა, თუ რა მანძილზე გავდივართ ყოველ წამს. ეს დისტანციები უზარმაზარია და ასეთი გამოთვლების შეცდომები ჯერ კიდევ საკმაოდ დიდია.

სამყარო გაოცებულია თავისი ზომითა და სისწრაფით. მასში არსებული ყველა ობიექტი (ვარსკვლავები, პლანეტები, ასტეროიდები, ვარსკვლავური მტვერი) მუდმივ მოძრაობაშია. ბევრ მათგანს მოძრაობის მსგავსი ტრაექტორია აქვს, ვინაიდან მათზე იგივე კანონები მოქმედებს. მზის სისტემის მოძრაობას გალაქტიკაში თავისი მახასიათებლები აქვს, რაც ერთი შეხედვით უჩვეულოდ შეიძლება მოგეჩვენოთ, თუმცა ის იგივე კანონებს ექვემდებარება, როგორც სხვა კოსმოსური ობიექტები.

ასტრონომიის მოკლე ისტორია

ადრე ხალხი ფიქრობდა, რომ დედამიწა ბრტყელი იყო და ბროლის ქუდით იყო დაფარული და მასზე მიმაგრებული იყო ვარსკვლავები, მზე და მთვარე. ძველ საბერძნეთში, პტოლემეოსისა და არისტოტელეს ნაშრომების წყალობით, ითვლებოდა, რომ დედამიწა სფერული ფორმის იყო და ყველა სხვა ობიექტი მის გარშემო მოძრაობდა. მაგრამ უკვე მე-17 საუკუნეში პირველად გამოითქვა ეჭვი, რომ დედამიწა იყო მსოფლიოს ცენტრი. კოპერნიკი და გალილეო, რომლებიც აკვირდებოდნენ პლანეტების მოძრაობას, მივიდნენ დასკვნამდე, რომ დედამიწა სხვა პლანეტებთან ერთად ბრუნავს მზის გარშემო.

თანამედროვე მეცნიერები კიდევ უფრო შორს წავიდნენ და დაადგინეს, რომ მზე არ არის ცენტრი და, თავის მხრივ, ბრუნავს ირმის ნახტომის გალაქტიკის ცენტრის გარშემო. მაგრამ ეს მთლად ზუსტი არ აღმოჩნდა. დედამიწის მახლობლად ორბიტალურმა ტელესკოპებმა აჩვენეს, რომ ჩვენი გალაქტიკა ერთადერთი არ არის. კოსმოსში არის მილიარდობით გალაქტიკა და ვარსკვლავური გროვა, კოსმოსური მტვრის ღრუბლები და მათთან შედარებით მოძრაობს გალაქტიკა ირმის ნახტომიც.

Მსუბუქი

მზე გალაქტიკაში მზის სისტემის მოძრაობის მთავარი მამოძრავებელი ძალაა. ის მოძრაობს ელიფსურ, თითქმის სრულყოფილად წრიულ წრეში და თან მიჰყავს პლანეტები და ასტეროიდები, რომლებიც სისტემის ნაწილია. მზე ბრუნავს არა მხოლოდ ირმის ნახტომის გალაქტიკის ცენტრის, არამედ საკუთარი ღერძის გარშემოც. მისი ღერძი გვერდზეა გადაწეული 67,5 გრადუსით. ვინაიდან ის (ასეთი დახრილობით) პრაქტიკულად თავის გვერდზე დევს, გარედან ჩანს, რომ მზის სისტემის შემადგენელი პლანეტები ბრუნავენ ვერტიკალურად და არა დახრილ სიბრტყეში. მზე ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ გალაქტიკის ცენტრის გარშემო.

ის ასევე მოძრაობს ვერტიკალური მიმართულებით, პერიოდულად (ყოველ 30 მილიონ წელიწადში) ან დაბლა ან მაღლა ცენტრალურ წერტილთან შედარებით. შესაძლოა, მზის სისტემის მოძრაობის ეს ტრაექტორია გალაქტიკაში განპირობებულია იმით, რომ ირმის ნახტომის გალაქტიკის ბირთვი ბრუნავს საკუთარი ღერძის გარშემო, როგორც ზემოდან - პერიოდულად იხრება ერთი მიმართულებით ან სხვა მიმართულებით. მზე მხოლოდ ამ მოძრაობებს იმეორებს, რადგან ფიზიკის კანონების მიხედვით ის მკაცრად უნდა მოძრაობდეს გალაქტიკის ცენტრალური სხეულის ეკვატორის ხაზის გასწვრივ, რომელშიც, მეცნიერთა აზრით, გიგანტური შავი ხვრელია. მაგრამ სავსებით შესაძლებელია, რომ ასეთი ტრაექტორია სხვა დიდი ობიექტების გავლენის შედეგი იყოს.

მზის სისტემის მოძრაობის სიჩქარე გალაქტიკაში უდრის მზის სიჩქარეს - დაახლოებით 250 კმ/წმ. ის 13,5 მილიონ წელიწადში სრულ რევოლუციას ახდენს ცენტრის გარშემო. ირმის ნახტომის გალაქტიკის მთელი ისტორიის მანძილზე მზემ სამი სრული რევოლუცია მოახდინა.

მოძრაობის კანონები

მზის სისტემის მოძრაობის სიჩქარის განსაზღვრისას გალაქტიკის ცენტრისა და ამ სისტემის შემადგენელი პლანეტების გარშემო, უნდა გავითვალისწინოთ ის ფაქტი, რომ ნიუტონის კანონები, კერძოდ მიზიდულობის ან მიზიდულობის კანონი მოქმედებს მზის სისტემაში. . მაგრამ გალაქტიკის ცენტრის ირგვლივ პლანეტების მოძრაობის ტრაექტორიისა და სიჩქარის დადგენისას ასევე მოქმედებს აინშტაინის ფარდობითობის კანონი. ამრიგად, მზის სისტემის სიჩქარე უდრის მზის რევოლუციის სიჩქარეს, რადგან მასში მდებარეობს სისტემის მთლიანი მასის დაახლოებით 98%.

მისი მოძრაობა გალაქტიკაში ემორჩილება მეორეს, ისევე როგორც მზის სისტემის პლანეტები ემორჩილებიან ამ კანონს. მისი თქმით, ისინი ყველა ერთ სიბრტყეში მოძრაობენ მზის ცენტრის გარშემო.

ცენტრისკენ თუ მოშორებით?

გარდა იმისა, რომ ყველა ვარსკვლავი და პლანეტა მოძრაობს გალაქტიკის ცენტრის გარშემო, ისინი ასევე მოძრაობენ სხვა მიმართულებით. მეცნიერებმა დიდი ხანია დაადგინეს, რომ ირმის ნახტომის გალაქტიკა ფართოვდება, მაგრამ ეს უფრო ნელა ხდება, ვიდრე უნდა იყოს. ეს შეუსაბამობა გამოვლინდა კომპიუტერული მოდელირების საშუალებით. შეუსაბამობა ასტრონომებს დიდი ხნის განმავლობაში აწუხებდა, სანამ არ დადასტურდა შავი მატერიის არსებობა, რაც ხელს უშლის ირმის ნახტომის გალაქტიკის დაშლას. მაგრამ ცენტრიდან მოშორებით მოძრაობა გრძელდება. ანუ მზის სისტემა მოძრაობს არა მხოლოდ წრიულ ორბიტაზე, არამედ მოძრაობს ცენტრიდან საპირისპირო მიმართულებით.

მოძრაობა უსასრულო სივრცეში

ჩვენი გალაქტიკა ასევე მოძრაობს სივრცეში. მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ის ანდრომედას ნისლეულისკენ მიემართება და რამდენიმე მილიარდ წელიწადში მას დაეჯახება. ამავდროულად, მზის სისტემის მოძრაობა გალაქტიკაში ხდება იმავე მიმართულებით, რადგან ის ირმის ნახტომის ნაწილია, 552 კმ/წმ სიჩქარით. უფრო მეტიც, მისი გადაადგილების სიჩქარე ანდრომედას ნისლეულისკენ ბევრად აღემატება რევოლუციის სიჩქარეს გალაქტიკის ცენტრის გარშემო.

რატომ არ იშლება მზის სისტემა?

გარე სივრცე ცარიელი არ არის. ვარსკვლავებისა და პლანეტების ირგვლივ მთელი სივრცე სავსეა კოსმოსური მტვრით ან ბნელი მატერიით, რომელიც გარს აკრავს ყველა გალაქტიკას. კოსმოსური მტვრის დიდ დაგროვებას ღრუბლები და ნისლეულები ეწოდება. კოსმოსური მტვრის ღრუბლები ხშირად გარშემორტყმულია დიდ ობიექტებს - ვარსკვლავებსა და პლანეტებს.

მზის სისტემა გარშემორტყმულია ასეთი ღრუბლებით. ისინი ქმნიან ელასტიური სხეულის ეფექტს, რაც მას მეტ სიმტკიცეს ანიჭებს. კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც ხელს უშლის მზის სისტემის დაშლას, არის ძლიერი გრავიტაციული ურთიერთქმედება მზესა და პლანეტებს შორის, ასევე დიდი მანძილი მასთან ყველაზე ახლოს მყოფ ვარსკვლავებამდე. ამრიგად, მზესთან ყველაზე ახლოს ვარსკვლავი სირიუსი მდებარეობს დაახლოებით 10 მილიონი სინათლის წლის მანძილზე. იმის გასაგებად, თუ რამდენად შორს არის ეს, საკმარისია შევადაროთ მანძილი ვარსკვლავიდან მზის სისტემის შემადგენელ პლანეტებამდე. მაგალითად, მისგან დედამიწამდე მანძილი 8,6 სინათლის წუთია. აქედან გამომდინარე, ურთიერთქმედება მზესა და მზის სისტემის სხვა ობიექტებს შორის ბევრად უფრო ძლიერია, ვიდრე სხვა ვარსკვლავებთან.

როგორ მოძრაობენ პლანეტები სამყაროში?

პლანეტები მზის სისტემაში მოძრაობენ ორი მიმართულებით: მზის გარშემო და მასთან ერთად გალაქტიკის ცენტრის გარშემო. ყველა ობიექტი, რომელიც ამ სისტემის ნაწილია, მოძრაობს ორ სიბრტყეში: ეკვატორის გასწვრივ და ირმის ნახტომის ცენტრის გარშემო, იმეორებს ვარსკვლავის ყველა მოძრაობას, მათ შორის ვერტიკალურ სიბრტყეში. ამავე დროს, ისინი მოძრაობენ გალაქტიკის ცენტრთან შედარებით 60 გრადუსიანი კუთხით. თუ დააკვირდებით, როგორ მოძრაობენ მზის სისტემის პლანეტები და ასტეროიდები, მათი მოძრაობა სპირალურია. პლანეტები მოძრაობენ მზის უკან და გარშემო. ყოველ 30 მილიონ წელიწადში ერთხელ, პლანეტებისა და ასტეროიდების სპირალი ვარსკვლავთან ერთად მაღლა ამოდის და ისევე შეუფერხებლად ეშვება.

პლანეტების მოძრაობა მზის სისტემაში

იმისათვის, რომ გალაქტიკაში სისტემის მოძრაობის სურათმა სრული ფორმა შეიძინოს, ასევე უნდა გავითვალისწინოთ რა სიჩქარით და რა ორბიტაზე მოძრაობენ პლანეტები მზის გარშემო. ყველა პლანეტა მოძრაობს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ და ასევე ბრუნავს საკუთარი ღერძის გარშემო საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, ვენერას გარდა. ბევრს აქვს მრავალი თანამგზავრი და რგოლი. რაც უფრო შორს არის პლანეტა მზიდან, მით უფრო გრძელია მისი ორბიტა. მაგალითად, ჯუჯა პლანეტას პლუტონს ისეთი წაგრძელებული ორბიტა აქვს, რომ პერიჰელიონის გავლისას მას უფრო ახლოს გადის, ვიდრე ურანი. პლანეტებს აქვთ მზის გარშემო ბრუნვის შემდეგი სიჩქარე:

• მერკური - 47,36 კმ/წმ;
• ვენერა - 35,02 კმ/წმ;
• დედამიწა - 29,02 კმ/წმ;
• მარსი - 24,13 კმ/წმ;
• იუპიტერი - 13,07 კმ/წმ;
• სატურნი - 9,69 კმ/წმ;
• ურანი - 6,81 კმ/წმ;
• ნეპტუნი - 5,43 კმ/წმ.

ნიმუში აშკარაა: რაც უფრო შორს არის პლანეტა ვარსკვლავიდან, მით უფრო დაბალია მისი მოძრაობის სიჩქარე და მით უფრო გრძელია გზა. ამის საფუძველზე მზის სისტემის მოძრაობის სპირალს აქვს ყველაზე მაღალი სიჩქარე ცენტრთან და ყველაზე დაბალი გარეუბანში. 2006 წლამდე პლუტონი ითვლებოდა ყველაზე გარე პლანეტად (მოძრაობის სიჩქარე 4,67 კმ/წმ), მაგრამ კლასიფიკაციის ცვლილებით იგი კლასიფიცირებული იყო როგორც დიდი ასტეროიდი - ჯუჯა პლანეტა.

პლანეტები მოძრაობენ არათანაბრად, წაგრძელებულ ორბიტებში. მათი მოძრაობის სიჩქარე დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა წერტილში მდებარეობს კონკრეტული პლანეტა. ამრიგად, პერიჰელიონის წერტილში მოძრაობის ხაზოვანი სიჩქარე უფრო მაღალია, ვიდრე აფელიონში. პერიჰელიონი არის პლანეტის ელიფსური ტრაექტორიის ყველაზე შორეული წერტილი მზიდან, აფელიონი ყველაზე ახლოს არის მასთან. ამიტომ, სიჩქარე შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს.

დასკვნა

დედამიწა უსასრულო სივრცეში მოხეტიალე მილიარდობით ქვიშის მარცვლებიდან ერთ-ერთია. მაგრამ მისი მოძრაობა არ არის ქაოტური, ის ექვემდებარება მზის სისტემის მოძრაობის გარკვეულ კანონებს. ძირითადი ძალები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მის მოძრაობაზე, არის გრავიტაცია. მასზე მოქმედებს ორი ობიექტის ძალები - მზე, როგორც მასთან ყველაზე ახლოს მყოფი ვარსკვლავი და გალაქტიკის ცენტრი, ვინაიდან მზის სისტემა, რომლის ნაწილიც პლანეტაა, ბრუნავს მის გარშემო. თუ შევადარებთ სამყაროში მისი მოძრაობის სიჩქარეს, მაშინ ის სხვა ვარსკვლავებთან და პლანეტებთან ერთად მოძრაობს ანდრომედას ნისლეულის მიმართულებით 552 კმ/წმ სიჩქარით.