จักรวาลมีขนาดและความเร็วที่โดดเด่น วัตถุทั้งหมด (ดาว ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ฝุ่นดาว) ในนั้นเคลื่อนที่ตลอดเวลา หลายคนมีวิถีการเคลื่อนไหวที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากกฎหมายเดียวกันนี้มีผลกับพวกเขา การเคลื่อนที่ของระบบสุริยะในดาราจักรมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ซึ่งอาจดูไม่ปกติในแวบแรก แม้ว่าจะปฏิบัติตามกฎเดียวกันกับวัตถุอื่นๆ ในอวกาศ
ประวัติโดยย่อของดาราศาสตร์
ก่อนหน้านี้ ผู้คนคิดว่าโลกแบนและปกคลุมด้วยฝาคริสตัล และดวงดาว ดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ติดอยู่กับมัน ในสมัยกรีกโบราณ ต้องขอบคุณผลงานของปโตเลมีและอริสโตเติล เชื่อกันว่าโลกมีรูปร่างเหมือนลูกบอล และวัตถุอื่นๆ ทั้งหมดก็เคลื่อนที่ไปรอบๆ แต่แล้วในศตวรรษที่ 17 เป็นครั้งแรกที่มีข้อสงสัยว่าโลกเป็นศูนย์กลางของโลก โคเปอร์นิคัสและกาลิเลโอสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ได้ข้อสรุปว่าโลกหมุนไปพร้อมกับดาวเคราะห์ดวงอื่นรอบดวงอาทิตย์
นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้ไปไกลกว่านั้นและพิจารณาแล้วว่าดวงอาทิตย์ไม่ใช่ศูนย์กลาง และในทางกลับกันก็โคจรรอบศูนย์กลางของดาราจักรทางช้างเผือก แต่กลับกลายเป็นว่าไม่ถูกต้องทั้งหมด กล้องโทรทรรศน์โคจรใกล้โลกแสดงให้เห็นว่ากาแล็กซี่ของเราไม่ใช่กาแล็กซี่เดียว ในอวกาศ มีกาแล็กซีและกระจุกดาวหลายพันล้านแห่ง เมฆฝุ่นคอสมิก และกาแล็กซีทางช้างเผือกก็เคลื่อนที่สัมพันธ์กับพวกมันเช่นกัน
ผู้ทรงคุณวุฒิ
ดวงอาทิตย์เป็นแรงผลักดันหลักเบื้องหลังการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะในดาราจักร มันเคลื่อนที่เป็นวงกลมเกือบเป็นวงรีเกือบสมบูรณ์ และดึงดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยที่ประกอบกันเป็นระบบ ดวงอาทิตย์ไม่หมุนรอบศูนย์กลางของดาราจักรทางช้างเผือกเท่านั้น แต่ยังหมุนรอบแกนของมันด้วย แกนเลื่อนไปด้านข้าง 67.5 องศา เนื่องจากมัน (ด้วยความเอียงดังกล่าว) ในทางปฏิบัติมันอยู่ด้านข้างของมัน จากภายนอก ดูเหมือนว่าดาวเคราะห์ที่ประกอบเป็นระบบสุริยะจะหมุนในแนวตั้งไม่ใช่ในระนาบเอียง ดวงอาทิตย์หมุนทวนเข็มนาฬิการอบใจกลางกาแล็กซี่
มันยังเคลื่อนที่ในแนวตั้งเป็นระยะ (ทุกๆ 30 ล้านปี) ไม่ว่าจะตกลงหรือเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับจุดศูนย์กลาง บางทีการโคจรของระบบสุริยะในดาราจักรอาจเป็นเพราะแกนกลางของดาราจักรทางช้างเผือกหมุนรอบแกนของมันเองเหมือนยอด - เอนเอียงไปในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่งเป็นระยะ ดวงอาทิตย์เป็นเพียงการเคลื่อนไหวซ้ำ ๆ เนื่องจากตามกฎของฟิสิกส์ มันต้องเคลื่อนที่อย่างเคร่งครัดตามแนวเส้นศูนย์สูตรของแกนกลางของกาแล็กซี่ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์มีหลุมดำขนาดยักษ์ แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่วิถีดังกล่าวเป็นผลมาจากอิทธิพลของวัตถุขนาดใหญ่อื่นๆ
ความเร็วของระบบสุริยะในดาราจักรเท่ากับความเร็วของดวงอาทิตย์ - ประมาณ 250 กม./วินาที ทำให้เกิดการปฏิวัติรอบศูนย์กลางอย่างสมบูรณ์ใน 13.5 ล้านปี ในประวัติศาสตร์ทั้งหมดของการมีอยู่ของดาราจักรทางช้างเผือก ดวงอาทิตย์ได้ทำการปฏิวัติทั้งหมดสามครั้ง
กฎการเคลื่อนที่
เมื่อกำหนดความเร็วของระบบสุริยะรอบใจกลางกาแลคซี่และดาวเคราะห์ที่ประกอบเป็นระบบนี้ ควรพิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่ากฎของนิวตันทำงานภายในระบบสุริยะ โดยเฉพาะกฎแรงดึงดูด หรือแรงโน้มถ่วง แต่เมื่อกำหนดวิถีโคจรและความเร็วของดาวเคราะห์รอบใจกลางกาแลคซี่ กฎสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ก็ทำงานด้วย ดังนั้นความเร็วของระบบสุริยะจึงเท่ากับความเร็วของการปฏิวัติของดวงอาทิตย์ เนื่องจากประมาณ 98% ของมวลรวมของระบบอยู่ในนั้น
การเคลื่อนที่ในกาแล็กซี่เป็นไปตามกฎข้อที่สองของเคปเลอร์ ในทำนองเดียวกัน ดาวเคราะห์ของระบบสุริยะก็ปฏิบัติตามกฎข้อนี้ ตามที่เขาพูด พวกเขาทั้งหมดเคลื่อนที่ในระนาบเดียวกันรอบใจกลางดวงอาทิตย์
ไปทางหรือออกจากศูนย์?
นอกจากความจริงที่ว่าดาวและดาวเคราะห์ทั้งหมดเคลื่อนที่รอบใจกลางกาแล็กซี่แล้ว พวกมันยังเคลื่อนที่ไปในทิศทางอื่นด้วย นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณามานานแล้วว่าดาราจักรทางช้างเผือกกำลังขยายตัว แต่กำลังเกิดขึ้นช้ากว่าที่ควรเป็น. ความคลาดเคลื่อนนี้ถูกเปิดเผยโดยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ความคลาดเคลื่อนนี้ทำให้นักดาราศาสตร์งงงวยมาเป็นเวลานาน จนกระทั่งมีการพิสูจน์การมีอยู่ของสสารดำ ซึ่งทำให้ดาราจักรทางช้างเผือกไม่สลายตัว แต่การเคลื่อนไหวออกจากศูนย์กลางยังคงดำเนินต่อไป นั่นคือระบบสุริยะไม่เพียงเคลื่อนที่เป็นวงกลมเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนไปในทิศทางตรงกันข้ามจากศูนย์กลางด้วย
การเคลื่อนไหวในอวกาศที่ไม่มีที่สิ้นสุด
กาแล็กซี่ของเราก็เคลื่อนที่ไปในอวกาศเช่นกัน นักวิทยาศาสตร์พบว่ามันกำลังเคลื่อนเข้าหาเนบิวลาแอนโดรเมดา และจะชนกับเนบิวลาในอีกไม่กี่พันล้านปี ในเวลาเดียวกัน การเคลื่อนที่ของระบบสุริยะในดาราจักรเกิดขึ้นในทิศทางเดียวกัน เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือกด้วยความเร็ว 552 กม./วินาที นอกจากนี้ ความเร็วในการเคลื่อนที่ไปยังเนบิวลาแอนโดรเมดายังสูงกว่าความเร็วของการไหลเวียนรอบใจกลางกาแลคซี่มาก
ทำไมระบบสุริยะไม่พัง
อวกาศไม่ใช่ความว่างเปล่า พื้นที่รอบดาวและดาวเคราะห์ทั้งหมดเต็มไปด้วยฝุ่นจักรวาลหรือสสารมืดที่ล้อมรอบกาแลคซีทั้งหมด การสะสมของฝุ่นจักรวาลจำนวนมากเรียกว่าเมฆและเนบิวลา มักมีเมฆฝุ่นคอสมิกล้อมรอบวัตถุขนาดใหญ่ - ดวงดาวและดาวเคราะห์
ระบบสุริยะล้อมรอบด้วยเมฆดังกล่าว พวกเขาสร้างเอฟเฟกต์ของร่างกายที่ยืดหยุ่นซึ่งทำให้มีความแข็งแรงมากขึ้น อีกปัจจัยหนึ่งที่ป้องกันระบบสุริยะไม่ให้สลายตัวคือความแข็งแกร่งปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวเคราะห์ตลอดจนระยะห่างจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุด ดังนั้นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอย่างซิเรียสจึงอยู่ที่ระยะทางประมาณ 10 ล้านปีแสง เพื่อให้ชัดเจนว่ามันอยู่ไกลแค่ไหน ก็เพียงพอที่จะเปรียบเทียบระยะห่างจากดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ที่ประกอบกันเป็นระบบสุริยะ ตัวอย่างเช่น ระยะทางจากมันไปยังโลกคือ 8.6 นาทีแสง ดังนั้นปฏิสัมพันธ์ของดวงอาทิตย์และวัตถุอื่นๆ ภายในระบบสุริยะจึงแข็งแกร่งกว่าดาวดวงอื่นมาก
ดาวเคราะห์เคลื่อนตัวในจักรวาลอย่างไร
ดาวเคราะห์เคลื่อนตัวในระบบสุริยะในสองทิศทาง: รอบดวงอาทิตย์และร่วมกับมันรอบใจกลางดาราจักร วัตถุทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นระบบนี้จะเคลื่อนที่เป็นระนาบสองระนาบ: ตามแนวเส้นศูนย์สูตรและรอบศูนย์กลางของทางช้างเผือก ทำซ้ำการเคลื่อนที่ของดาวทั้งหมด รวมทั้งที่เกิดขึ้นในระนาบแนวตั้งด้วย ในเวลาเดียวกัน พวกมันเคลื่อนที่เป็นมุม 60 องศาเมื่อเทียบกับศูนย์กลางของกาแล็กซี หากคุณดูว่าดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยของระบบสุริยะเคลื่อนที่อย่างไร การเคลื่อนที่ของพวกมันจะเป็นวงก้นหอย ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไปข้างหลังและรอบดวงอาทิตย์ เกลียวของดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยเพิ่มขึ้นทุก ๆ 30 ล้านปีพร้อมกับแสงและลงมาอย่างราบรื่นเช่นกัน
การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
เพื่อให้ภาพการเคลื่อนที่ของระบบดาราจักรอยู่ในรูปแบบที่สมบูรณ์ เราควรพิจารณาด้วยว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เร็วเพียงใดและโคจรรอบดวงอาทิตย์เท่าใด ดาวเคราะห์ทุกดวงเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกา พวกมันยังหมุนรอบแกนของมันเองทวนเข็มนาฬิกาสำหรับยกเว้นวีนัส หลายแห่งมีดาวเทียมและวงแหวนหลายดวง ยิ่งดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากเท่าไร วงโคจรของมันก็จะยิ่งยาวมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ดาวเคราะห์แคระพลูโตมีวงโคจรที่ยาวมากจนเมื่อผ่านจุดศูนย์กลางโลก มันจะเข้าใกล้มันมากกว่าดาวยูเรนัส ดาวเคราะห์มีความเร็วรอบดวงอาทิตย์ดังต่อไปนี้:
- ปรอท - 47.36 km/s;
- ดาวศุกร์ - 35.02 km/s;
- โลก - 29.02 km/s;
- ดาวอังคาร - 24.13 km/s;
- ดาวพฤหัสบดี - 13.07 km/s;
- ดาวเสาร์ - 9.69 km/s;
- ดาวยูเรนัส 6.81 กม./วินาที;
- ดาวเนปจูน - 5.43 km/s.
มีรูปแบบที่ชัดเจนคือ ยิ่งดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดาวฤกษ์มากเท่าใด การเคลื่อนที่ช้าลงและทางเดินยิ่งยาวขึ้น จากสิ่งนี้ การเคลื่อนที่แบบหมุนวนของระบบสุริยะมีความเร็วสูงสุดใกล้ศูนย์กลางและต่ำสุดที่บริเวณรอบนอก จนถึงปี 2006 ดาวพลูโตถือเป็นดาวเคราะห์สุดขั้ว (เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 4, 67 กม. / วินาที) แต่ด้วยการเปลี่ยนแปลงการจัดประเภทก็จัดเป็นดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ - ดาวเคราะห์แคระ
ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไม่สม่ำเสมอในวงโคจรยาว ความเร็วของการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับจุดที่ดาวเคราะห์ดวงนี้ตั้งอยู่ ดังนั้น ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ความเร็วเชิงเส้นของการเคลื่อนที่จึงสูงกว่าจุดสิ้นสุด Perihelion เป็นจุดที่ไกลที่สุดในวิถีโคจรวงรีของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์ โดยที่ aphelion นั้นอยู่ใกล้ที่สุด ดังนั้นความเร็วอาจแตกต่างกันเล็กน้อย
สรุป
โลกเป็นหนึ่งในเม็ดทรายนับพันล้านที่ล่องลอยอยู่ในห้วงอวกาศที่ไม่มีที่สิ้นสุด แต่การเคลื่อนไหวของมันไม่วุ่นวายมันอยู่ภายใต้กฎหมายบางประการการเคลื่อนที่ของระบบสุริยะ แรงหลักที่มีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของมันคือแรงโน้มถ่วง แรงของวัตถุสองชิ้นกระทำกับมัน - ดวงอาทิตย์ในฐานะดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้มันที่สุดและศูนย์กลางของกาแล็กซี่ เนื่องจากระบบสุริยะซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์นั้นโคจรรอบมันด้วย หากเราเปรียบเทียบความเร็วของการเคลื่อนที่ในจักรวาล ดวงดาวและดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ก็กำลังเคลื่อนเข้าหาเนบิวลาแอนโดรเมดาด้วยความเร็ว 552 กม./วินาที
