天空的星星可以說(shuō)是人類最早的導(dǎo)航,指南針沒(méi)有發(fā)明出來(lái)之前,海上的船員們都靠天上的星星來(lái)判斷方向。
因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)的人們看來(lái),星星的位置似乎從來(lái)沒(méi)有變過(guò),于是人們認(rèn)為地球是宇宙的中心,所有星星都圍繞地球運(yùn)行,也就有了地心說(shuō),后來(lái)哥白尼提出了日心說(shuō),但也只是把宇宙的中心從地球換到了太陽(yáng)。
后來(lái)隨著科技的發(fā)展,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球也好太陽(yáng)也罷,它們都只是茫茫宇宙中普普通通的星球而已。
并且太陽(yáng)和地球也不是靜止不動(dòng)的,太陽(yáng)帶著整個(gè)太陽(yáng)系每年可以狂奔70億千米,宇宙中的其他星球也是如此,萬(wàn)物都在做著運(yùn)動(dòng),只有相對(duì)靜止,沒(méi)有絕對(duì)靜止的物質(zhì)。
地球圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn),太陽(yáng)圍著銀河系中心的黑洞運(yùn)動(dòng),銀河系則圍繞著更大的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng),其中地球的公轉(zhuǎn)速度為29.8km/s,不過(guò)地球無(wú)論怎么轉(zhuǎn),都還在太陽(yáng)系的空間范圍內(nèi),好比你在飛機(jī)上走來(lái)走去,但還是處于飛機(jī)上,真正帶著你運(yùn)動(dòng)的是飛機(jī),也就是太陽(yáng)。
太陽(yáng)圍著銀河系中心做公轉(zhuǎn),速度達(dá)到了每秒220公里,即時(shí)速79.2萬(wàn)公里,但太陽(yáng)系的運(yùn)動(dòng)方向和銀河系的運(yùn)動(dòng)方向并不一致,整個(gè)銀河系在以每秒550公里的速度朝著長(zhǎng)蛇座方向移動(dòng)。
科學(xué)家把銀河系的速度以及太陽(yáng)系的速度合并之后,計(jì)算出太陽(yáng)相較于宇宙微波背景輻射的運(yùn)動(dòng)速度為每秒370公里,一小時(shí)就是133萬(wàn)公里,也就是太陽(yáng)系一天能在宇宙中移動(dòng)3200萬(wàn)公里。
既然太陽(yáng)系在高速運(yùn)動(dòng),宇宙中的其他星系也在高速運(yùn)動(dòng),為什么我們?cè)诘厍蛏峡葱切菚r(shí),星星的排列形狀在上千年的時(shí)間里幾乎毫無(wú)變化?
古時(shí)人們就發(fā)現(xiàn),星星的位置在幾百年漫長(zhǎng)的歲月中都沒(méi)有發(fā)生變化,于是把它們叫做恒星,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《甘石星經(jīng)》就記載了北斗七星神似勺子外形,兩千多年過(guò)去了,為何它的位置沒(méi)有發(fā)生改變?
在地球上看的星星可以分為兩種,一種是太陽(yáng)系內(nèi)的天體,一種是太陽(yáng)系之外的天體,太陽(yáng)系內(nèi)的天體,比如太陽(yáng),我們可以非常明顯的觀察到因?yàn)榈厍虻倪\(yùn)動(dòng),太陽(yáng)的位置在一天內(nèi)發(fā)生的變化。
其他行星的位置在夜空中也會(huì)隨時(shí)間發(fā)生明顯的變化,比如火星有時(shí)會(huì)離太陽(yáng)非常近,但有時(shí)又會(huì)消失不見(jiàn),不過(guò)我們能夠看到的星星絕大多數(shù)都來(lái)自太陽(yáng)系之外,太陽(yáng)系內(nèi)肉眼可見(jiàn)的行星只有金木水火土五顆行星,海王星和天王星因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)一般觀測(cè)不到。
那么太陽(yáng)系之外的星星都是靜止的嗎?
答案是否定的,我們?cè)诘厍蛏夏芸吹降奶?yáng)系之外的天體都屬于恒星,像太陽(yáng)一樣,它們的運(yùn)動(dòng)速度非?欤覀冎肋\(yùn)動(dòng)是有方向有箭頭的,把恒星的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單分解成兩個(gè)方向的分量,即視向速度和切向速度。
視向速度可以理解為恒星沿著觀測(cè)者到恒星視線方向的分量,通過(guò)它我們可以知道恒星在遠(yuǎn)離地球還是在靠近地球。
切向速度指的是觀測(cè)者視線垂直方向的分量,它表現(xiàn)的是該恒星在整個(gè)天球上的位置變化,這種變化投影在天球上的表現(xiàn)就叫做“自行”,即我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的恒星變化。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),夜晚肉眼可見(jiàn)的恒星自行大多小于0.1秒/年,這里的秒不是時(shí)間上的秒,而是測(cè)量角度的秒,一秒等于一度的3600分之一,即3600個(gè)秒才等于天空中移動(dòng)的一度,而夜晚的星星每年的自行基本都小于0.1秒,這意味著要看到它們明顯的變化,至少需要36000年。
這主要是因?yàn),那些能看到的恒星都離我們太遠(yuǎn)了,并且缺乏明顯的參照物,所以它們?cè)谝箍罩械奈恢檬窍鄬?duì)固定的,哪怕離我們最近的比鄰星發(fā)生了什么重大的位置改變,在我們看來(lái)也只是挪動(dòng)了一點(diǎn)點(diǎn)。
要想觀察到它們?cè)跁r(shí)間中發(fā)生的位置變化,只能用高精度天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察。
所以天空中的星星并不是靜止不動(dòng)的,而是人類存在的時(shí)間過(guò)于短暫,這些星星距離地球太遠(yuǎn),變化的速度太慢,導(dǎo)致我們無(wú)法觀測(cè)到星星的變化,造成了夜空的中的星星似乎是固定的假象。
以北斗七星為例,科學(xué)家根據(jù)每顆星星的運(yùn)動(dòng)速度和方向,大致描繪出了它十萬(wàn)年前和十萬(wàn)年后的樣子,和當(dāng)下都完全是兩個(gè)形狀,十萬(wàn)年前的原始人和十萬(wàn)年后的未來(lái)人,和我們看到的北斗七星截然不同,也就是說(shuō),我們每天看到的星空都是不一樣的。