1年69億公里，地球在銀河系中狂奔，天上星星的位置怎麼不變？

2023/04/30

「坐地日行八萬里，巡天遙看一千河」，這句大氣磅礴的詩句告訴我們，運動是絕對的，靜止才是相對的。在宇宙中，所有的天體都在不停地運動著。

夜空中星星

地球也在不停地運動著。地球在不停的自轉，大約每24小時就會自轉一周。地球的赤道周長大約是4萬公里，因此在地球赤道上的自轉速度達到了每秒鐘463米。地球在自轉的同時還在圍繞著太陽旋轉。地球圍繞太陽旋轉的平均速度是29.78公里/秒。因此地球在一年的時間內圍繞太陽公轉了大約9.4億公里。

地球圍繞著太陽轉

太陽系中的八大行星和其他所有天體也都是這樣以不同的速度圍繞著太陽旋轉。太陽自個兒也沒有閑著。它帶領著太陽系中的這幫小弟們圍繞著銀河系的中心旋轉著。速度高達每秒鐘220公里。這樣當地球繞著太陽轉了一圈，也就是1年，太陽系中的天體已經在銀河系內狂奔了大約69億公里。

太陽系的運動

69億公里是一段非常遙遠的距離。這一點我們可以從旅行者一號給地球拍攝的「暗淡藍點」照片上得到印證。這張叫做「暗淡藍點」的照片就是旅行者一號在距離地球64億公里的宇宙深處拍攝的。從這麼遙遠的距離看地球，它已經不足1個像素大小了。

暗淡藍點

太陽系中的天體在太陽的帶領下就這樣在宇宙中飛快地奔跑著。我們永遠不可能回到原點。細心的朋友發現了，太陽系一直在飛快地運動著，這麼多年過去了，天上的星星怎麼沒有發生變化呢？它們依舊是在特定的時間節點內出現在天空中的同一個位置上。

人們把天上的星星分為兩類。一類是恒星，即位置不會發生變化的星星。一類是行星，即位置會移動的星星。恒星在人類觀測史上位置一直沒有發生變化。而行星的位置在恒星的背景下對照下卻在不斷地發生變化。

銀河系的運動

那麼問題來了。太陽也是一顆恒星，卻在以每秒鐘220公里的速度飛快的運動著。220公里/秒就是時速79.2萬公里。這個速度比太陽系內任何行星的公轉速度都快。行星的位置我們可以看出明顯的變化，但是和太陽同屬一類的恒星的位置怎麼不會發生變化呢？

恒星的位置為什麼沒有發生變化呢？ 一個主要的原因就是這些恒星距離地球太遙遠了。恒星距離地球有多遙遠呢？在地球的夜空中肉眼可見的恒星距離我們最近的恒星叫做南門二。它是和比鄰星同屬于一個恒星系統。它到地球的距離是4.37光年，大約41萬億公里。太陽系在銀河系中一年運動69億公里和41萬億公里實在是微不足道。這就好比晚上看月亮一樣。我走月亮走，我停下來，月亮也停下來。

遙遠的恒星位置

因此，天上的恒星遠的我們在地球上單憑肉眼在有限的人類觀測歷史中是覺察不到它們是在運動的。

行星就不一樣了。天上的5顆肉眼可見的行星位于太陽系內，和恒星比起來距離我們是比較近的了。因此我們很容易察覺它們的位置在發生變化。

除了距離遙遠的原因之外，天上恒星的位置看上去不變的另一個原因就是它們和太陽的相對運動速度有關系。有些恒星的運動速度和太陽的相對運動速度很小。這樣我們在短時間內也很難發現它們的變化。這就好比一群實力相當的賽跑運動員在比賽。他們都在拼命地跑，相對位置變化就不大。

巴納德星的位置變化

但是如果有個運動員突然向著相反的方向跑了，那麼他們之間的相對位置就會發生很大的變化。距離地球6光年的巴納德星就是這樣的一顆恒星。它相對于太陽的運動速度可以達到時速50萬公里。這樣它在天空中的位置每年都會發生較明顯的變化。只可惜這顆恒星是肉眼不可見的。

北斗星和北極星

雖然種種原因讓天上的恒星位置看似沒有變化，但是它們的位置還是會發生變化的。只不過這種變化需要經歷很長的時間才能發生。舉個例子，北斗七星是天空中辨識度很高的一組恒星。它們之間的連線就像是一把勺子。組成北斗星的七顆恒星也是在不斷運動變化的。科學家根據北斗星每一顆恒星的相對運動方向和速度描繪出了10萬年前和10萬年后的形狀。