在宇宙尺度下，地球的运动速度究竟有多快？

无论从哪个维度观察，地球都在永不停歇地运动。这颗蓝色星球围绕地轴旋转，大约每 24 小时完成一圈。在自转的同时，地球也围绕太阳公转，每年走过将近 10 亿公里的旅程。而整个太阳系，包括太阳、行星及其卫星等都置身于银河系之中，以超越人类历史的时间尺度围绕银河系中心运行。

此外，银河系还在本星系群内移动，而本星系群本身也在星际空间中穿行。

尽管在地球上，我们几乎无法感受到地球的运动，但通过对宇宙的观测，我们能够精确地了解地球在不同宇宙尺度上的运动状态。

地球自转的速度，看似简单的问题，实则蕴含复杂多变的答案，这完全取决于你在地球上的具体位置。

我们将地球视作一个“刚体”，就意味着其表面各点相对于其他点的运动状态保持相对恒定。地球绕自转轴旋转一周，表面上几乎每一点都经历了一次完整的自转，耗时约为 23 小时 56 分 4.09 秒，而非我们通常认为的 24 小时。

这两个时间的差异源于地球绕太阳公转的影响，使得从一次日出到下一次日出，或一次日落到下一次日落，地球需要旋转的角度会超过360度。

地球的平均半径约为 6371 千米，但考虑到地形起伏和地球整体形状（赤道隆起，两极压缩），具体某点的自转速度会有所不同。

例如，位于赤道的人以每小时 1676 千米的速度随地球旋转，而在南北纬 45 度的人则移动得较慢，速度约为 1183 千米/小时。在北极或南极，人们虽然完成了自转，但实际上在原地未动。

此外，月球和太阳的潮汐作用还在使地球自转逐渐减慢，导致地球自转周期每年增加约 14 纳秒。大约 40 亿年前，在太阳系的早期阶段，地球的自转速度要比现在快得多，当时的一天只有 6 到 8 小时，而不是 24 小时。

与自转相比，地球绕太阳公转的速度更为显著。地球与太阳的平均距离约为 1.5 亿千米，为了维持稳定的近圆形轨道，地球必须以每秒约 30 千米的速度运动。

这一速度在地球从近日点到远日点的过程中会有所变化，最快时可达 30.29 千米/秒，最慢时则为 29.29 千米/秒，两者相差约3%。

银河系拥有数千亿颗恒星，它们在银河系中心超大质量黑洞的引力作用下环绕其运动。我们的太阳系同样身处其中，尽管距离银河系中心约 2.7 万光年之遥，但也被巨大的引力“束缚”在一个围绕银河系中心的椭圆轨道上公转。

太阳在银河系内公转一圈所需的时间极其漫长，大致在 2.2 亿年至 2.5 亿年之间。也就是说，当太阳上次处于银河系内的当前位置时，恐龙在地球上才刚刚出现。

然而银河系不仅是宇宙中的一个独立星系，它还是本星系群中约 60 个星系的一员，与包括仙女座星系在内的其他星系相互作用。

本星系群中，规模最大且质量最高的星系当属仙女座星系，它与我们相隔约 250 万光年之遥，其质量可能达到银河系的两倍。

由于仙女座星系距离过于遥远，以至于我们无法在人类的时间尺度上精确追踪其位置随时间的变化，但我们能够测量到它的移动速度。天文学家的观测显示，我们和仙女座星系相互靠近的速度大约是 301 千米/秒。

这组照片描绘了银河系与仙女座星系逐步融合过程在地球上空所呈现的景象。

关于本星系群穿越星系际空间的速度，情况则复杂而有趣。在更广阔的宇宙中，室女座超星系团作为强大的引力源，牵引着本星系群以约 300 千米/秒的速度向其靠拢。

然而，在宇宙的另一端，一个物质稀少的区域则以相似的速度对我们产生排斥作用。这种吸引与排斥的合力，使得本星系群在宇宙中的净运动速度达到了每秒约 600 千米。

当我们把地球的自转、公转，太阳在银河系中的运动，以及银河系与仙女座星系的相对运动，再加上本星系群受周围宇宙结构影响的运动综合起来时，可以得出一个结论：在任意时刻，我们在宇宙中的移动速度总和约为 368 千米/秒，指向狮子座的方向。

这个速度在一年中会因地球公转的变化而波动，变化幅度可达每秒30千米。宇宙微波背景辐射的测量结果也支持了这一结论：宇宙微波背景辐射在我们移动的方向（狮子座）上更热，而在相反的方向（宝瓶座）上更冷。

参考文献

[1]https://bigthink.com/starts-with-a-bang/fast-earth-move/

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来源丨蝌蚪五线谱(ID:kedo2011)

责编丨杨雅萍

审校丨徐来、林林

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