地球移动的速度有多快?

弗吉尼亚州拉德福德大学的物理学教授雷特·赫尔曼提供了以下答案

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关于地球——或任何事物,就此而言——移动速度的问题,除非也问“与什么相比?”,否则是不完整的。 没有参考系,关于运动的问题就无法完全解答。

考虑地球表面相对于地球中心的运动。地球每 23 小时 56 分 4.09053 秒旋转一周,称为恒星周期,其周长约为 40,075 公里。 因此,地球赤道表面的移动速度为每秒 460 米——或大约每小时 1,000 英里。

我们从小就学到,地球几乎在一个近乎圆形的轨道上绕太阳运行。它以接近每秒 30 公里或每小时 67,000 英里的速度覆盖这条路线。此外,我们的太阳系——地球和所有星体——以大约每秒 220 公里或每小时 490,000 英里的速度围绕我们银河系的中心旋转。 随着我们考虑越来越大的尺寸尺度,所涉及的速度变得绝对惊人!


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我们附近的星系也正以接近每秒 1,000 公里的速度冲向一个称为巨引源的结构,这是一个距离我们约 1.5 亿光年(一光年约为六万亿英里)的太空区域。这个巨引源的质量是太阳的 100 千万亿倍,跨度为 5 亿光年,由我们可以看到的可见物质和我们看不到的所谓暗物质组成。

上面描述的每一种运动都是相对于某种结构给出的。我们绕太阳的运动是相对于太阳描述的,而我们本星系群的运动是描述为朝向巨引源的。问题出现了:是否存在某种普遍的参考系,我们可以相对于它来定义所有事物的运动?宇宙背景探测者(COBE)卫星可能已经提供了答案。

1989 年,COBE 卫星被放置在地球轨道上(再次强调,地球是参考系!)以测量我们宇宙诞生时长期稀释的辐射回波。这种辐射是我们早期宇宙极其炽热和稠密的原始火球遗留下来的,被称为宇宙微波背景辐射(CBR)。 CBR 目前弥漫在整个空间中。它相当于整个宇宙“发出热量”。

COBE 的发现之一是地球相对于 CBR 以明确的速度和方向移动。由于 CBR 渗透到整个空间,我们终于可以使用 CBR 作为参考系来完全回答最初的问题。

地球相对于 CBR 的移动速度为每秒 390 公里。我们还可以指定相对于 CBR 的方向。 然而,更有趣的是抬头仰望夜空,找到被称为狮子座的星座。 地球正以每秒 390 公里的惊人速度向狮子座移动。 幸运的是,在我们有生之年,我们不会撞到那里的任何东西!

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