سرعت حیرت‌انگیز کره زمین در کیهان: از چرخش محوری تا حرکت در ابرخوشه‌ها

سرعت حرکت زمین در مقایسه با سایر اجرام آسمانی

دانشمندان پس از سال‌ها تحقیق و پیشرفت در علم اخترشناسی، سرانجام توانسته‌اند سرعت حرکت زمین را نسبت به مقیاس‌های مختلف کیهانی اندازه‌گیری کنند. سیاره ما به طور مداوم حول محور خود می‌چرخد و تقریباً در ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴.۰۹ ثانیه یک چرخش کامل ۳۶۰ درجه را انجام می‌دهد. همزمان با این چرخش، زمین در هر سال یک سفر یک میلیارد کیلومتری را به دور خورشید طی می‌کند.

علاوه بر این، کل منظومه شمسی، شامل خورشید، سیارات و قمرها، در کهکشان راه شیری در حال حرکت است و از میلیاردها سال پیش به دور مرکز کهکشانی می‌چرخد. در نهایت، کهکشان راه شیری نیز خود در خوشه کهکشانی محلی حرکت می‌کند که آن هم در فضای بین کهکشانی پویا است.

در این مقاله، به بررسی دقیق و جداگانه نحوه و سرعت حرکت کیهانی زمین در هر یک از این مقیاس‌ها می‌پردازیم.

سرعت حرکت زمین به دور خودش چقدر است؟

سرعت چرخش زمین به دور محور خود، بسته به موقعیت جغرافیایی شما روی کره زمین متفاوت است. زمین یک جسم صلب نیست و در استوا برآمده و در قطبین فشرده‌تر است. دورترین نقطه از مرکز زمین، قله آتشفشان چیمبورازو با فاصله ۶۳۸۴.۴ کیلومتر است، در حالی که فاصله سطح دریا در قطب شمال ۶۳۵۶ کیلومتر می‌باشد.

• اگر فردی در استوا (عرض جغرافیایی صفر درجه) بایستد، با سرعت ۱۶۷۶ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کند.
• در عرض جغرافیایی ۴۵ درجه، سرعت حرکت ۱۱۸۳ کیلومتر بر ساعت است.
• در قطب شمال یا جنوب، سرعت حرکت تقریباً صفر است.

حقایق حیرت‌آور در مورد چرخش زمین:

• شتاب گرانش در قطب حدود ۰.۵ درصد بیشتر از استوا است، زیرا به مرکز زمین نزدیک‌تر است.
• پرتاب اشیاء به فضا در مناطق استوایی به دلیل سرعت بیشتر چرخش زمین، انرژی کمتری می‌طلبد.
• جزر و مد ماه و خورشید باعث کاهش تدریجی سرعت چرخش زمین می‌شود؛ هر سال ۱۴ نانوثانیه به طول روز اضافه می‌شود. ۴ میلیارد سال پیش، هر روز ۶ تا ۸ ساعت طول می‌کشید.

سرعت حرکت زمین به دور خورشید چقدر است؟

سرعت چرخش زمین به دور خورشید به مراتب بیشتر از سرعت چرخش آن به دور خودش است. در فاصله تقریبی ۱۵۰ میلیون کیلومتری از خورشید، زمین با سرعتی حرکت می‌کند که در مدار دایره‌ای پایداری باقی بماند. این سرعت در طول سال متغیر است:

• سرعت متوسط: اندکی کمتر از ۳۰ کیلومتر بر ثانیه
• سریع‌ترین حالت (حضیض): ۳۰.۲۹ کیلومتر بر ثانیه
• کندترین حالت (اوج): ۲۹.۲۹ کیلومتر بر ثانیه

سیارات داخلی منظومه شمسی با سرعت بیشتری به دور خورشید می‌چرخند (عطارد: ۴۷ کیلومتر بر ثانیه) و هرچه از خورشید دورتر می‌شویم، این سرعت کاهش می‌یابد (نپتون: ۵.۴ کیلومتر بر ثانیه).

سرعت منظومه شمسی در کهکشان راه شیری چقدر است؟

خورشید و تمام سیارات منظومه شمسی در کهکشان راه شیری در حال حرکت هستند. با وجود فاصله ۲۷۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان، خورشید در مدارهای بیضی‌شکل به دور مرکز کهکشانی می‌چرخد. یک دور کامل حدود ۲۲۰ تا ۲۵۰ میلیون سال طول می‌کشد.

• سرعت تخمینی حرکت خورشید به دور کهکشان راه شیری: ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه (هفت برابر سرعت زمین به دور خورشید).

حرکت سیارات به دور خورشید با حرکت منظومه شمسی در کهکشان کاملاً همسو نیست. صفحه کهکشان راه شیری قطری بیش از ۱۰۰ میلیون سال نوری و ضخامتی حدود دو هزار سال نوری دارد، در حالی که حرکت سیارات نسبت به حرکت منظومه شمسی در این صفحه، زاویه‌ای ۶۰ درجه دارد.

بنابراین، سرعت حرکت زمین در کهکشان راه شیری می‌تواند بین ۲۰۸ تا ۲۳۷ کیلومتر بر ثانیه متغیر باشد که این میزان به جهت حرکت زمین نسبت به حرکت کلی منظومه شمسی در کهکشان بستگی دارد.

سرعت کهکشان راه شیری در خوشه کهکشانی محلی چقدر است؟

کهکشان راه شیری، به همراه حدود ۶۰ کهکشان دیگر، در خوشه کهکشانی محلی قرار دارد. بزرگ‌ترین کهکشان این خوشه، آندرومدا است که حدود ۲.۵ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد و جرم آن تقریباً دو برابر راه شیری است.

• سرعت آندرومدا به سمت خورشید: ۳۰۱ کیلومتر بر ثانیه
• سرعت کهکشان راه شیری و آندرومدا به سمت یکدیگر: ۱۰۹ کیلومتر بر ثانیه

این دو کهکشان در یک مسیر برخورد قرار دارند که حدود ۴ میلیارد سال دیگر منجر به ادغام آنها خواهد شد.

سرعت خوشه کهکشانی محلی در فضای بین کهکشانی چقدر است؟

در بزرگ‌ترین مقیاس، خوشه کهکشانی محلی تحت تأثیر نیروهای گرانشی ابرخوشه‌ها و نواحی پوچ (کم‌تراکم) قرار دارد. ابرخوشه سنبله ما را با سرعت تقریبی ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه به سمت خود می‌کشد، در حالی که یک ناحیه پوچ در سوی دیگر آسمان، ما را با سرعت تقریبی ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه دفع می‌کند.

این نیروهای جاذبه و دافعه در یک جهت قرار گرفته و منجر به سرعت خالص ۶۰۰ کیلومتر بر ثانیه برای خوشه کهکشانی محلی می‌شوند.

سرعت زمین در نهایت چقدر است؟

با در نظر گرفتن تمام حرکات فوق، یعنی چرخش زمین به دور خود، به دور خورشید، حرکت خورشید در کهکشان، حرکت کهکشان راه شیری به سمت آندرومدا و حرکت خوشه کهکشانی محلی، می‌توان سرعت کلی زمین را در هر لحظه در کل نظام هستی به دست آورد.

• سرعت کلی حرکت زمین در فضا: حدود ۳۶۸ کیلومتر بر ثانیه (به سمت صورت فلکی شیر).
• این سرعت در طول سال می‌تواند حدود ۳۰ کیلومتر بر ثانیه متغیر باشد.

این تغییرات با اندازه‌گیری تابش زمینه کیهانی تأیید شده است؛ در جهت حرکت ما گرم‌تر و در خلاف جهت ما سردتر می‌شود. خورشید نسبت به تابش زمینه کیهانی با سرعت ۳۶۸ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند (با خطای ۲ کیلومتر بر ثانیه).

با توجه به اندازه‌گیری‌های کامل، سرعت حرکت خوشه کهکشانی محلی نسبت به ساختار بزرگتر نظام هستی حدود ۶۲۷ کیلومتر بر ثانیه است که در جهت صورت فلکی قنطورس حرکت می‌کند (با خطای ۲۲ کیلومتر بر ثانیه).

در سرتاسر کیهان، هیچ چیز ایستا و ثابت نیست. امروز ما از حرکت خود در جهان در هر مقیاسی آگاه هستیم و در آینده، با نقشه‌های دقیق‌تر از کهکشان، شاید بتوانیم حرکت آینده خود را با دقتی فراتر از تصور اندازه‌گیری کنیم.