Hoe vinnig beweeg ons deur die heelal?

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Jy sit, staan of lê terwyl jy hierdie artikel lees, en voel nie dat die Aarde teen’n yslike spoed – sowat 1 700 km/h by die ewenaar – om sy as draai nie. Die rotasiespoed lyk egter nie so vinnig as dit na km/s omgeskakel word nie. Die resultaat is 0,5 km/s –’n skaars merkbare flits op die radar, in vergelyking met ander snelhede rondom ons.

Net soos ander planete in die sonnestelsel draai die aarde om die son. En om in sy wentelbaan te bly, beweeg dit teen 'n spoed van 30 km/s. Venus en Mercurius, wat nader aan die Son is, beweeg vinniger, Mars, wat verby die wentelbaan van die Aarde wentel, beweeg baie stadiger as hy.

Maar selfs die Son staan nie op een plek nie. Ons Melkweg-sterrestelsel is groot, massief en ook mobiel! Alle sterre, planete, gaswolke, stofdeeltjies, swart gate, donker materie – alles beweeg relatief tot die gemeenskaplike massamiddelpunt.

Volgens wetenskaplikes is die Son op 'n afstand van 25 000 ligjare van die middel van ons sterrestelsel geleë en beweeg dit in 'n elliptiese wentelbaan, wat elke 220-250 miljoen jaar 'n volledige omwenteling maak. Dit blyk dat die spoed van die Son ongeveer 200-220 km/s is, wat honderde kere hoër is as die spoed van die Aarde se beweging om die as en tien maal hoër as die spoed van sy beweging om die Son. Dit is hoe die beweging van ons sonnestelsel lyk.

Is die sterrestelsel stilstaande? Weereens, nee. Reusagtige ruimtevoorwerpe het 'n groot massa, en skep dus sterk gravitasievelde. Gee die heelal 'n bietjie tyd (en ons het dit gehad - ongeveer 13,8 miljard jaar), en alles sal begin beweeg in die rigting van die grootste aantrekkingskrag. Dit is hoekom die Heelal nie homogeen is nie, maar uit sterrestelsels en groepe sterrestelsels bestaan.

Wat beteken dit vir ons?

Dit beteken dat die Melkweg deur ander sterrestelsels en sterrestelselgroepe in die omgewing na homself getrek word. Dit beteken dat massiewe voorwerpe hierdie proses oorheers. En dit beteken dat nie net ons sterrestelsel nie, maar almal rondom ons deur hierdie "trekkers" beïnvloed word. Ons kom al hoe nader daaraan om te verstaan wat met ons in die buitenste ruimte gebeur, maar ons kort steeds feite, byvoorbeeld:

• wat was die aanvanklike toestande waaronder die heelal gebore is;
• hoe die verskillende massas in die sterrestelsel oor tyd beweeg en verander;
• hoe die Melkweg en omliggende sterrestelsels en trosse gevorm het;
• en hoe dit nou gebeur.

Daar is egter 'n truuk om ons te help om dit uit te vind.

Die Heelal is gevul met oorblyfselstraling met 'n temperatuur van 2,725 K, wat behoue gebly het sedert die tyd van die Oerknal. Op sommige plekke is daar klein afwykings - ongeveer 100 μK, maar die algehele temperatuuragtergrond is konstant.

Dit is omdat die Heelal as gevolg van die Oerknal 13,8 miljard jaar gelede gevorm is en steeds uitbrei en afkoel.

380 000 jaar na die Oerknal het die heelal tot so 'n temperatuur afgekoel dat die vorming van waterstofatome moontlik geword het. Voor dit het fotone voortdurend met die res van die plasmadeeltjies in wisselwerking gegaan: hulle het daarmee gebots en energie uitgeruil. Soos die heelal afkoel, is daar minder gelaaide deeltjies, en die spasie tussen hulle is groter. Die fotone kon vrylik in die ruimte beweeg. Die relikbestraling is die fotone wat deur die plasma na die toekomstige ligging van die Aarde uitgestraal is, maar verstrooiing vrygespring het, aangesien die herkombinasie reeds begin het. Hulle bereik die Aarde deur die ruimte van die heelal, wat aanhou uitbrei.

Jy kan self hierdie bestraling "sien". Inmenging wat op 'n leë TV-kanaal voorkom wanneer 'n eenvoudige antenna soos haasore gebruik word, is 1% as gevolg van reliekbestraling.

En tog is die temperatuur van die oorblyfselagtergrond nie in alle rigtings dieselfde nie. Volgens die resultate van die Planck-sendingstudies is die temperatuur effens anders in die teenoorgestelde halfronde van die hemelsfeer: dit is effens hoër in die lugstreke suid van die ekliptika - ongeveer 2 728 K, en laer in die ander helfte - ongeveer 2 722 K.

Hierdie verskil is byna 100 keer groter as die res van die waargenome CMB-temperatuurskommelings, en dit is misleidend. Hoekom gebeur dit? Die antwoord is voor die hand liggend - hierdie verskil is nie te wyte aan fluktuasies in die CMB nie, dit blyk omdat daar beweging is!

Wanneer jy 'n ligbron nader of dit jou nader, word die spektrale lyne in die spektrum van die bron verskuif na kort golwe (violetverskuiwing), wanneer jy wegbeweeg van hom of hy van jou af - spektrale lyne verskuif na lang golwe (rooiverskuiwing)).

Die reliekbestraling kan nie meer of minder energiek wees nie, wat beteken dat ons deur die ruimte beweeg. Die Doppler-effek help om te bepaal dat ons sonnestelsel beweeg relatief tot die reliekbestraling teen 'n spoed van 368 ± 2 km/s, en die plaaslike groep sterrestelsels, insluitend die Melkweg, die Andromeda-sterrestelsel en die Driehoek-sterrestelsel, beweeg teen 'n spoed van 627 ± 22 km/s relatief tot die relikbestraling. Dit is die sogenaamde eienaardige snelhede van sterrestelsels, wat etlike honderde km/s beloop. Benewens hulle is daar ook kosmologiese snelhede as gevolg van die uitbreiding van die Heelal en bereken volgens die Hubble-wet.

Danksy die oorblywende bestraling van die Oerknal kan ons waarneem dat alles in die heelal voortdurend beweeg en verander. En ons sterrestelsel is slegs deel van hierdie proses.