03.02 為什麼不認為整個銀河系或者太陽系是以接近光速在宇宙中運動?

單鑫


這個問題可以反過來問,為什麼要認為整個銀河系或者太陽系以接近光速的速度在宇宙中運動?這麼做有什麼意義沒有?或者說這麼處理是否有助於我們對於宇宙中天體運動的描述?

似乎這一切都是徒勞的,我們這麼認為銀河系或者太陽系在宇宙中的運動速度並沒有實際意義。由於速度是一種相對概念,為了方便描述物體的運動規律,我們總會以某個參照系作為靜止參照系,這樣很容易知道物體的運動方式。

雖然地球正在自轉和公轉,但我們認為地球是靜止的。當我們在地球上運動時,我們就很容易描述運動狀態,例如,百米飛人博爾特每秒可以跑10.4米,汽車在高速公路上每小時可以開到120公里,我國目前最快的運營高鐵速度可達350公里/小時,民航客機在高空時的巡航速度為900公里/小時。有了地球靜止參照系,描述地球上的物體運動變得很容易。

同樣地,在太陽系中,以太陽作為靜止參照系,地球環繞太陽的運動速度約為30公里/秒,水星的環繞速度為47公里/秒,海王星的環繞速度為5.4公里/秒。

然而,太陽本身也不是絕對靜止的,而是通過引力作用裹挾著太陽系中的所有天體環繞銀河系中心運動。如果以銀河系中心作為靜止參照系,那麼,太陽系的環繞速度為220公里/秒。

類似地,銀河系也不是絕對靜止的,它本身也在環繞其他質量中心運動,並且相對於宇宙微波背景靜止參照系的速度為631公里/秒。如果考慮宇宙空間的膨脹,相對於距離大於140億光年的其他宇宙天體,我們其實是在超光速運動。然而,選擇這樣的參照系並沒有什麼優勢,在什麼尺度下使用什麼樣的參照系才是最實用的。


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