地球在宇宙中的真实运动轨迹是怎样的复杂程度超乎想象

在地球上，我们感觉地球表面相当平稳。然而，地球在宇宙中的运动非常快，甚至从某种意义上来说，已经超光速了，而且运动方式非常复杂。那么，地球在宇宙中的运动方式是怎样的呢地球的运动速度到底有多快作为太阳的行星，地球绕着太阳公转，平均运动速度为每秒30公里，绕行一圈的时间为1年。从太阳系的角度来看，地球环绕太阳运动的轨迹为一个近似的圆形。但要放眼银河系，地球的运动就不是这么简单了。虽然天上星辰的相对位置看起来固定不变，但如果从长时间角度来看，星辰的位置也会发生变化。这不仅是因为天上的星辰本身在运动，而且太阳在宇宙中的位置也不是固定的，太阳同样在运动，并且还带上包括地球在内的整个太阳系天体。地球的公转运动是以太阳为引力中心，而太阳的运动则是以银河系中心为引力中心。银河系中分布着数以千亿计的恒星，还有大量的星云，它们的共同质心位于银心，这就是整个银河系的引力中心。银河系的引力中心并不是某个天体，位于银心的超大质量黑洞也不是，这个中心是所有天体共同引力作用的结果。在银心引力的作用下，太阳在距离银心2.6万光年的地方，以大约每秒230公里的速度绕着银心运动。绕行一圈的时间约为2.3亿年，这被称为1银河年。由于太阳会带着地球一同在星际空间中运动，从银河系的角度来看，地球的运行轨迹并非闭合的圆形，而是螺旋形的。当地球绕太阳运动一圈时，它并没有回到原来的空间，而是与一年前的位置相距69.4亿公里，相当于日地距离的46.4倍，或者6.4光时。地球的公转轨道是一条平滑的椭圆形，但太阳的公转轨道并不是这样。因为黄道面和银道面的夹角为60度，银盘是有厚度的，所以太阳在绕银心运动的过程中，并不是在银道面中运动，而是会上下穿过银道面，轨迹呈现为波浪形。因此，地球在银河系中的运行轨迹其实还要更加复杂。同样地，银河系本身也是运动，它带着太阳系以及其他恒星系统在浩瀚的星系际空间中运动。银河系前进方向上的一个最近目标是位于254万光年外的仙女座星系，银河系正以每秒110公里的速度螺旋式靠近它，38亿年后将会撞上仙女座星系。在更大宇宙尺度上，银河系还有其他运动方式。根据宇宙微波辐射谱图，狮子座方向上的温度比平均值高了0.0035K，与之相对的宝瓶座方向上的温度则比平均值低了0.0035K。这样的温度波动是由地球在星系际空间中高速运动造成的。在地球前进方向上，来自宇宙最深处的光子会发生蓝移，导致温度偏高，相反方向上则温度偏低。因此，地球正朝着狮子座方向高速运动，速度约为每秒371公里。当然，这个运动是由银河系运动造成的。扣除掉地球在银河系中的运动速度，可以算出银河系在星系际空间中的运动速度高达630公里/秒。这种运动被认为是由2亿光年外的巨引源引起的，那里存在异常强大的引力，把银河系快速吸引过去。放眼整个宇宙，银河系还以更高的速度在运动。由于宇宙空间结构在快速膨胀，这不受相对论限制，使得银河系与其他星系之间的距离变得越来越远，距离越远的星系远离速度越快，快到可以超过光速。根据哈勃常数估算，对于距离银河系超过140亿光年的遥远星系来说，由于空间膨胀，银河系远离它们的速度已经超过了光速。也就是说，地球其实以超光速在远离遥远的星系。