太陽每年狂奔70億千米,為什麼銀河系中星星位置依舊?請耐心等待

古代有一種儀器, 名為「日晷」,古人根據太陽光影在日晷石盤上的位置,確定當前所處的時間區間。

日晷是古代較為普遍使用的計時儀器

古文有:云「晷,日景也」,這里的日景就是指太陽運動照射出的不同影子。

由此可見,在古時候人們便意識到太陽在持續不斷地運動。

不過古代關于天文的智慧結晶卻不只是體現在觀察太陽運動上, 星星的變化亦是如此

比如人們外出時利用北極星和北斗七星來辨別方向,農忙時利用星星的稀密來推測天氣。

古代人的智慧

不過令人感到好奇的是,太陽每日東升西落,在天上日夜兼程地運動,而我們看到的星星為什麼從古到今都在相同的位置上呢?

本文將從以下四個問題來闡釋這個問題:

第一,太陽是怎樣運動的?第二,銀河系中的星星會運動嗎?第三人們看到的星星為什麼好像沒有發生位置變化?第四,星星能一直保持它們的大體位置嗎?

太陽是怎樣運動的?

人們對太陽的普遍理解就是太陽是恒星,會公轉也會自轉,而由于我們所處的地球會圍繞太陽進行公轉,因此大家會認為太陽的運動就是日常所見的東升西落。

東升西落只是我們看到的,但是看到的并非全部

但實際上, 太陽在銀河系中的運動距離遠遠超出人們的想象

太陽雖然也會自轉,但是它與地球的自轉方式并不相同。

太陽是一個大氣體球,大氣體球表面不同緯度的地方旋轉速度也并不相同,在緯度很低的地方,太陽自轉一圈需要25天,而隨著緯度的增高,太陽的旋轉速度將越來越慢,此時可能需要35天才能完成一圈自轉。

太陽在自轉的同時,還拉著整個太陽系一起奔跑,以每秒鐘250千米的速度繞著銀河系的中心公轉,也就是說太陽在一年的時間內,就可以在宇宙中「狂奔」大約70億千米的距離。

公轉速度每秒220公里

太陽的移動速度雖然是整個太陽系中最快的,但是其實太陽系中其他星星也不遑多讓,比太陽慢幾千幾萬千米的距離其實可以忽略不計,因此基本上可以和太陽保持相對靜止狀態。

然而在浩渺的銀河系中,太陽系只是眾多恒星星系中的一個,太陽尚且擁有如此驚人的公轉速度,那麼其他的星系呢,會不會也在運動呢?

銀河系中的星星會運動嗎?

對于太陽而言,銀河系儼然是一個非常浩大的體系,就如同太陽系之于地球的關系。

銀河系沒有邊際

因此銀河系中有著除太陽以外的數之不盡的恒星,即人們平常所認為的天空中閃爍的星星。

關于這些星星是否會發生運動, 答案是肯定的

所有的恒星、行星、衛星都會運動,甚至可以說基本上都會遵循自轉和公轉,只是運動的方向和速度大小不相同。

宇宙中沒有絕對靜止的天體

自轉是絕大部分星體的一種固有屬性,對于恒星而言,其自轉的產生是由于在形成之初周圍眾多物質在吸聚過程中逐漸積累引起的。

恒星的誕生離不開星云物質的產生,隨著時間的推移,不同的星云物質發生反應,引起恒星核心區域的質量變化和動量變化,從而影響恒星的自轉速度。

在銀河系中,恒星的公轉速度各不相同,但是基本上都能與太陽的速度一較高下。

不過,也有一部分恒星的公轉速度遠超太陽,比如一顆名為S2的恒星,它的公轉速度接近每秒9000千米,也就是說能達到光速的3%,是太陽公轉速度的36倍。

恒星S2通過接近銀河系中心的超大質量黑洞時的運動路徑

由此可見, 銀河系中絕大部分的恒星都在運動

既然如此,為什麼從古至今,人們在地球上所看見的天空中的星星似乎沒有發生過位置變化呢?

人們看到的星星為什麼好像沒有發生位置變化?

最典型的例子就是古代人們利用北極星來判斷方向,因為北極星在地球的最北方。

而這個方法一直延續到如今的現代社會都依然適用,說明北極星的位置仍然在地球的最北方。事實真的如此嗎?

北極星是最靠近北天極的一顆恒星

上文提到沒有天體是靜止不動的,由此說明星星的位置絕對發生了變化,只是對于生活在地球上的人來說,人們憑借肉眼觀看星星,看不見星星發生了位置的改變。

所以說星星沒有運動,僅僅只是看起來沒有動罷了,而致使人們無法觀測到星星運動的原因有兩個,其一是相對靜止原理,其二是地球與星星的距離。

相對靜止原理是說: 運動和靜止都是相對存在的

就好比當我們乘坐汽車出去游時,透過窗戶我們會看見所有景物飛速從眼前略過,這些景物對我們來說是運動的,并且是高速運動。

因為乘客與車上的物質都處在特定的環境下

而觀察與我們同坐一車的朋友,會覺得他們一直在座位上并沒有發生運動,此時的朋友們對于我們來說就是靜止的。

同理,地球在進行轉動時, 始終與銀河系保持著同步運動。

因為太陽系只占據了銀河系很小的一部分,太陽系發生運動時,其他的恒星星系也在發生著一致的方向運動。

因此地球作為太陽系中的一員,觀察其他恒星就會認為其相對靜止。

還有一個原因就是地球與星星之間的距離過于大,與地球和星星之間的距離相比,星星的速度變化并不值得一提。

因為距離、速度多種因素讓我們錯覺星星沒有變化

所有能被人類肉眼看到的星星距離地球大約在1100光年以內,而太陽系的直徑才兩光年。

也就是說我們觀看星星,就像觀看一粒沙,因此就算星星每時每刻都在發生變化,我們憑借肉眼也很難發現它的位置在改變。

那麼,星星能一直保持它們的大體位置嗎?

星星能一直保持它們的大體位置嗎?

其實在銀河系中,計算恒星與恒星之間的距離是用的 光年

距離太陽最近的恒星是比鄰星,兩者距離約4.3光年

一般來說恒星之間的距離都在上百上千光年以上,一些距離更遠的有可能達到上萬光年

因此,我們現在所看見的天空中的星星,其實是這顆星星幾百幾千年以前散發出來的光,是它們幾千年前的樣子。

也就是說,即使星星經過運動發生了位置的改變,但是改變這一刻它散發的光,可能要再經過幾千年,才會被看見。

然而幾千年的時光對于人類來說確實過于漫長了,即使中華文明上下橫跨五千年, 在星星面前也不過是彈指一揮間

所以對于人類的主觀意識來說,生活在一個年代里的人們,從出生到逝去這一段時間內,所觀看到的星星基本上都不會發生位置上的改變。

人的生命有限,但星星位置變化時間無限

以一百年為例,這一百年星星在銀河中移動的位置表現在地球的天空中可能只有幾毫米,是完全可以忽略的改變。

所以從這個角度來看,星星可以保持它們的大體位置。

然而,從巨觀上來說,若是每十萬年或者百萬年記錄星星在天空中的位置,就可以看到位置的差別。

比如人們熟知的北斗七星,從古至今都可以將它看作一把勺子,但要是再過幾十萬年,這把勺子的大體形狀就有可能發生變化。

10萬年前的北極星并不是今天的勺子模樣,更像是一個箭頭

所以說,在太陽狂奔的時候, 每一顆星星都不曾停下腳步

人類利用星星觀測方向,感知天氣,星星在我們的歷史長河中一直閃閃發光。

我們看不到星星的腳步,但大家可以耐心等待,或許很多很多年以后,會有小孩子指著夜空說道:「看!北斗七星好像一個碗呀」。


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