Logo Media Nauka

Czy galaktyka może się obracać z dowolną prędkością?

Galaktyki, w tym Droga Mleczna, obracają się woków własnej osi, którą jest prosta przechodząca przez środek galaktyki i prostopadła do jej powierzchni. Czy okres obrotu jest dowolny?

Galaktyka

Galaktyki mają niewyobrażalne rozmiary. Średnica Drogi Mlecznej wynosi ponad 100 000 lat świetlnych (tyle czasu potrzebuje światło, aby przebyć drogę z jednego do drugiego krańca naszej Galaktyki) i grubość około 100 lat świetlnych.

Gdyby galaktyka była ciałem sztywnym, obiekty położone dalej od środka musiałyby pokonać większą drogę w czasie jednego obrotu (bo zakreślają w przestrzeni coraz to większe okręgi), a jak wiemy nic w przyrodzie nie może poruszać się z prędkością większa od prędkości światła.

Ten warunek wytycza zatem maksymalny okres obrotu galaktyki. Jak go wyliczyć? Załóżmy, że galaktyka jest ciałem sztywnym (co później omówimy) i wyliczmy hipotetyczny maksymalny okres obrotu "sztywnej" galaktyki.

Prędkość punktu poruszającego się po okręgu o promieniu r w czasie jednego obrotu T dana jest wzorem:

v=\frac{2\pi r}{T}=2\pi rf

Przyjmujemy za graniczną prędkość v=c (czyli prędkość światła) i po przekształceniu powyższego wzoru otrzymamy:

T=2πr/c

Prędkość światła to 2,9979·108 m/s, a 2r to średnica naszej Galaktyki, czyli około 100 000 lat świetlnych = 9,4605 x 1020 (skorzystaj z kalkulatora jednostek).

Otrzymujemy więc:

T ≈ 1013 s ≈ 31 700 lat

To jednak tylko czysto teoretyczne rozważania. W rzeczywistości Galaktyka nie jest ciałem sztywnym i powyższe przybliżenie jest bardzo słabe. Gwiazdy w galaktykach poruszają się z różnymi prędkościami.

Prędkość orbitalna dla przykładu Układu Słonecznego wynosi około 268 km/s, czyli 2,68·105 (ponad 1100 razy wolniej od prędkości światła). Prędkość orbitalna gwiazd w dysku poza centrum zależy słabo od ich odległości od jądra Galaktyki i zwykle wynosi ponad 200 km/s. Okresy obiegu różnią się więc znacznie dla gwiazd znajdujących się w różnych odległościach od centrum Galaktyki. Galaktyka nie rotuje jak bryła sztywna, a jej widoczna struktura jest efektem dynamicznym.


© medianauka.pl, 2019-07-21, ART-3651

 




Ostatnio opublikowane w Pytajniku ...

Jak mrówki nawigują i co mają z tym wspólnego wektory?
Jak mrówki nawigują i co mają z tym wspólnego wektory?

Istnieje pewien rodzaj mrówek, który posługuje się specyficznym sposobem orientowania się w przestrzeni. Czy ma to coś wspólnego z wektorami? Otóż okazuje się, że tak!

Jak powstaje zorza polarna?
Jak powstaje zorza polarna?

W okolicach bieguna i koła podbiegunowego, a czasem i na naszej szerokości geograficznej można obserwować cudowne zjawisko, jakim jest zorza polarna. Zorza osiąga czasem ogromne rozmiary. Jak powstaje zorza?

Z jakich pierwiastków składa się nasz wszechświat?
Z jakich pierwiastków składa się nasz wszechświat?

W tablicy Mendelejewa można znaleźć 118 pierwiastków, z czego w naturze na naszej planecie można znaleźć 90 z nich. Reszta powstała w laboratoriach człowieka. Czy w Kosmosie jest podobnie?



Zobacz też

Ruch jednostajny po okręguRuch jednostajny po okręgu
Opis ruchu jednostajnego po okręgu, szybkości kątowej i przyspieszenia dośrodkowego. Ruch jednostajny po okręgu to szczególny przypadek ruchu krzywoliniowego. Tor tego ruchu to okrąg, wartość prędkości w czasie nie zmienia się, w każdym punkcie toru ruchu wektor prędkości jest styczny.
Niektóre treści nie są dostosowane do Twojego profilu. Jeżeli jesteś pełnoletni możesz wyrazić zgodę na przetwarzanie swoich danych osobowych. W ten sposób będziesz miał także wpływ na rozwój naszego serwisu.
© Media Nauka 2008-2019 r.