每秒600公里！地球在宇宙中狂奔，目的地：1.47亿光年外的巨引源

汪雨甘捍

在浩瀚宇宙中，地球究竟是如何运动的呢？事实上，由于受到多种力量的影响，地球的运动比我们想象中要复杂得很多。天文学家通过观测发现，远在1.47亿光年外的宇宙深处，某种强大的力量正在吸引包括地球在内的银河系狂奔而去，其速度可达每秒600公里，这究竟是怎么回事呢？
关于地球的运动，大家最熟悉不过的是地球的自转。正所谓“坐地日行八万里”，由于地球自转，地球赤道附近每秒转动465米，每天转动大约4万公里。随着纬度变高，线速度变得越来越慢，转动距离就会逐渐减小，直到地理南北极点变为零。但地球自转角速度是一样的，各地都是每24小时转一圈。由于地球自转，才有了太阳每天的东升西落以及地球的昼夜交替。

除此之外，地球还在距离太阳1.5亿公里之外，于近似圆形轨道上，以每秒30公里的速度绕着太阳转动，这要比地球自转线速度快了很多。地球每一圈公转的运动距离可达9.4亿公里，转一圈就是一年。

需要注意的是，我们通常所说的地球公转运动是以太阳作为参照系，这样公转轨道看起来是一个闭合的近似圆形。但太阳乃至整个太阳系并非始终位于空间中的某个点，而是也在空间中运动，所以地球的公转轨道并非一条闭合的曲线。
我们在夜空中看到的星星绝大多数都是恒星，另外还有更多我们看不到的恒星。包括太阳在内的上千亿颗恒星以及星云等物质构成了一个盘状结构，这就是银河系，其直径估计为10万光年，将近95亿亿公里（95后面有16个0）。

银河系中所有天体的引力互相叠加，形成了一个引力中心，这就是银心，它与太阳系相距约2.66万光年。银心那里有一个质量为太阳430万倍的超大质量黑洞，银心附近的恒星密度极高，所以银心看起来十分明亮。银河系中所有恒星都在引力中心的束缚下，绕着银心转动。
因此，如果以银心为参照系，在地球绕太阳公转的同时，太阳也带着地球在银河系空间中穿行，地球就不会转动到原来的位置，地球的运行轨迹呈现为螺旋曲线。

那么，太阳系在银河系中朝着哪个方向运动？速度又有多快呢？
地球绕太阳公转的轨道平面——黄道面，与银河系盘面——银道面，并不重合，黄道面相对于银道面倾斜了约60度。据估计，太阳带着地球等一众太阳系天体，以每秒236公里的速度在银盘中前进，每2.12亿年绕银心转一圈，这个公转周期被称为银河年。

对于生命而言，一个银河年极为漫长。在上个银河年，地球正处于三叠纪晚三叠世，那时还没有人类，恐龙和哺乳动物才开始在地球上登场，地球陆地还是合成一大块的盘古超大陆。而从地球诞生至今，也才仅仅过了大约21个银河年。
有趣的是，太阳系在银河系中的运动轨道并非是一个平面。太阳系其实是在银道面上下方100光年的范围内上下摆动，周期估计为6400万年，所以太阳系每3200万年就会从银道面中穿过一次。

从更大的宇宙尺度来看，银河系也不是静止的。首先，银河系是本星系群的一部分，它会绕着本星系群的共同引力中心转动。同样地，本星系群之上还有室女座星系团，而该星系团之上还有室女座超星系团，它们都会绕着某个共同引力中心转动。

进一步观测结果表明，包括银河系在内的10万个星系共同构成了更大的结构——拉尼亚凯亚超星系团，其直径估计为5.2亿光年。这个巨大无比的星系团中有个引力异常的区域，被称为巨引源，它束缚着其中所有星系的运动，把所有星系拽向这个引力深渊。

据估计，这个引力异常区域聚集着3亿亿倍太阳质量的物质，它与地球相距1.47亿光年。根据宇宙微波背景偶极数据，在巨引源强大引力的作用下，银河系带着地球正以每秒600公里的速度向它飞去。
照此计算，银河系将在734亿年后被吸入巨引源。这是一个极为漫长的时间，那时候太阳早就停止核聚变反应，演变成一颗白矮星，逐渐在宇宙中冷却下来。

如果把参照系选择在更遥远的宇宙，银河系的退行速度将超过光速。由于整个宇宙的空间结构都在不断均匀膨胀，使得遥远星系之间相互远离的速度v与距离D成正比，这就是哈勃定律：
v=H·D
其中比例系数H为哈勃常数。

根据哈勃定律，如果距离足够远，星系之间的退行速度将会大于光速。按照最新的哈勃常数（68.3(km/s)/Mpc）来计算，相对于143亿光年外的星系，银河系远离它们而去的速度达到了光速。相对于465亿光年外的可观测宇宙边缘来说，银河系的退行速度高达每秒97.4万公里，这相当于光速的3.25倍，已经远超光速。

但这并不意味着违背了相对论的光速限制，因为星系的超光速退行现象是由空间自身膨胀造成的，而星系自身相对于宇宙背景辐射的运动速度远低于光速。