【博科园-科学科普】最有可能的是当你正在读这篇文章的时候，你会坐下来，把自己看成是静止的。然而我们知道在宇宙的层面上，我们并不是静止不动的。首先地球绕着它的轴旋转，在接近1700km/h 的速度让我们在赤道上飞驰。
图片：NASA, ESA Acknowledgements: Ming Sun (UAH), and Serge Meunier, of a galaxy speeding through the intergalactic medium
这并不是很快，如果我们换个角度考虑km/s。地球在轴上自转速度只有0.5km/s，当你把它与我们移动的其他方式进行比较时，你看地球就像太阳系中的所有行星一样，绕着太阳转的速度要快得多。为了使我们保持在稳定的轨道，我们需要在30千米/秒左右移动。内部的行星水星和金星——移动得更快，而像火星(以及其他)这样的外部世界移动得比这要慢。这在遥远的过去是这样，在遥远的将来也会如此。
图片：NASA / JPL
但即使是太阳本身也不是静止的。我们的银河系是巨大的，最重要的是它本身在运动。所有的恒星、行星、气体云、尘埃颗粒、黑洞、暗物质等等——都包含在里面移动。物质和能量的每一个粒子都对它的引力有影响。
图片： J. Carpenter, M. Skrutskie, R. Hurt, 2MASS Project, NSF, NASA, of the actual Milky Way in infrared.
从我们的角度来看距离银河系中心约25000光年，太阳绕着椭圆旋转，每2.5亿年左右完成一次公转。据估计在这段旅程中，我们的太阳速度大约是200~220km/s，与地球的自转速度相比这是一个相当大的数字。然而我们可以把这些运动放在一起，找出我们在星系中的运动。
但是我们的星系本身是静止的吗？肯定不是的！在太空中你可以看到每一个巨大的物体的引力都要与之抗衡，而引力会使周围的任何物体加速。给我们的宇宙足够的时间——我们已经有了大约138亿年的时间了，一切都会移动、漂移和被拉向引力最强的地方。这就是我们如何从一个基本均匀的宇宙到一个庞大的，聚集的星系而宇宙在相对较短的时间。
这是宇宙结构形成的宇宙故事，在不断膨胀的宇宙中发生。那么这意味着什么呢？这意味着我们的银河系被我们附近的其他星系群和星团拉着。这意味着最接近最大规模的物体将会是主导我们运动的那些物体，它们对整个宇宙历史都有作用。这意味着不仅我们的星系，而且所有附近的星系都将经历一个“大流量”，因为这个重力。最近这已经被描绘成有史以来最精确的，我们不断地接近于理解宇宙在太空中的运动。
图片：Cosmography of the Local Universe/Cosmic Flows Project — Courtois, Helene M. et al. Astron.J. 146 (2013) 69 arXiv:1306.0091 [astro-ph.CO].
但在我们完全了解影响我们的宇宙万物之前包括：
1、宇宙诞生的最初条件
2、随着时间的推移，每个个体的质量如何移动变化
3、银河系和所有相关联的星系、星系群和星系团是如何形成的
4、在宇宙历史的每一点上都是如何发生的
我们无法真正理解我们的宇宙运动，至少是没有这个技巧。
图片：NASA / WMAP science team.
我们在太空中看到的每一个地方，都看到了这个2.725 K的辐射背景，从大爆炸遗留下来。在不同的区域有微小的、微小的缺陷——大约只有100个微开尔文——但是我们所看到的任何地方，我们观察到相同的温度2.725 K。
这是因为138亿年前大爆炸发生在太空中，宇宙一直在膨胀和冷却。
图片：NASA, ESA, and A. Feild (STScI), via
这意味着在我们观察空间的所有方向上，我们应该看到同样的“剩余辐射”，即中性原子第一次形成的地方。在那之前在大爆炸之后的38万年，它太热了无法形成，因为光子碰撞会立即将它们分开，电离它们的成分。但随着宇宙的膨胀和光的红移(以及失去的能量)，它最终变得足够冷却，最终形成这些原子。
图片： Amanda Yoho, of the ionized plasma (L) before the CMB is emitted, followed by the transition to a neutral Universe (R) that’s transparent to photons.
当它这样做的时候，这些光子就会简单地沿着一条直线传播，直到它们最终撞上什么东西。今天有很多这样的东西——每立方厘米有400多一点，我们可以很容易地测量它，也能拿起宇宙微波背景，大约1%的“雪”是大爆炸留下的余辉。除了这些微开尔文的缺陷，它应该在各个方向都是均匀的。
但问题是我们没有看到一个完全统一的2.725 K的背景。从天空的一个区域到另一个区域有细微的差别实际上非常非常平滑。一个“边”看起来更热，一个“边”看起来更冷。
图片：The pre-launch Planck Sky Model: a model of sky emission at submillimetre to centimetre wavelengths — Delabrouille, J. et al.Astron.Astrophys. 553 (2013) A96 arXiv:1207.3675 [astro-ph.CO].
实际上这也是一个对称的数字：最热”的一面是2.728 K，而“最冷”的是2.722 K，这是一个比其他所有人都要大的波动几乎是100倍，所以它可能会让你感到困惑，为什么这个规模的波动比其他的波动大？
答案当然是它不是CMB的波动。
知道还有什么能使光——以及微波背景光在一个方向更热(或更有活力)，在另一个方向更冷(或更弱)运动？
图片：Wikimedia Commons user TxAlien, under a c.c.a.-s.a.-3.0 license. The light waves are compressed (blueshifted) in the direction of motion, and stretched (redshifted) opposed to the direction of motion.
当你向一个光源移动(或向你移动的方向)时，光会被蓝移向更高的能量，当你离开光源(或者离开你的一个光源)时它会转向更低的能量。
在CMB中发生的事情并不是说某一侧的能量比另一侧多或少，而是我们在太空中移动。这种效应在大爆炸的残余，我们可以发现太阳系移动相对速度在368±2km/s，而当相对于宇宙微波背景你扔在当地团体的运动你会得到所有的太阳、银河系、仙女座和其他移动627±22km/ s。顺便说一下这种不确定性主要是由于太阳在银河中心周围运动的不确定性，这是衡量的最困难的因素。
图片：Helene M. Courtois, Daniel Pomarede, R. Brent Tully, Yehuda Hoffman, Denis Courtois.
可能没有一个通用的参考系，但有一种参考系对测量很有用：CMB的参考系也与哈勃膨胀宇宙的其他框架重合。我们看到的每一个星系都有所谓的“奇特的速度”(或者说是哈勃膨胀的速度)几百到几千km/s，我们所看到的是完全一致的。我们的太阳的特殊运动是368km/s，我们的本星系群速度是627km/s，与我们如何理解所有星系在太空中移动的方式完全吻合。
多亏了宇宙大爆炸留下的余辉，我们不仅发现我们不是宇宙中一个特殊的、有特权的地方，而且在我们共同的宇宙历史中，我们甚至都不是静止的。我们在运动，就像我们周围的一切一样。
可能小伙伴看了半天还没找到到底运动速度有多快？那么小编给你总结了一下：
1、地球自传赤道线速度：1700km / h
2、地球公转速度：30km / s
3、太阳系运动：368±2km / s
4、银河系/其它星系：627±22km / s
至于为什么？那就得需要你好好看文章~\(≧▽≦)/~啦啦啦
作者：Ethan Siegel（天体物理学家）
来自：Forbes science
编译：中子星
审校：博科园
发表于 2018-2-1 23:58
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