地球，這顆蔚藍(lán)色的星球，不僅在其自轉(zhuǎn)軸上翩翩起舞，環(huán)繞太陽(yáng)悠然行進(jìn)，更隨著銀河系的步伐，向宇宙的深處邁進(jìn)。
無(wú)論從哪個(gè)維度觀察，地球都在永不停歇地運(yùn)動(dòng)。這顆藍(lán)色星球圍繞地軸旋轉(zhuǎn)，大約每 24 小時(shí)完成一圈。在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，地球也圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，每年走過(guò)將近 10 億公里的旅程。而整個(gè)太陽(yáng)系，包括太陽(yáng)、行星及其衛(wèi)星等都置身于銀河系之中，以超越人類歷史的時(shí)間尺度圍繞銀河系中心運(yùn)行。
此外，銀河系還在本星系群內(nèi)移動(dòng)，而本星系群本身也在星際空間中穿行。
盡管在地球上，我們幾乎無(wú)法感受到地球的運(yùn)動(dòng)，但通過(guò)對(duì)宇宙的觀測(cè)，我們能夠精確地了解地球在不同宇宙尺度上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
圖片說(shuō)明：美國(guó)國(guó)家航天局（NASA）信使號(hào)探測(cè)器拍攝的地球照片
地球的自轉(zhuǎn)速度
地球自轉(zhuǎn)的速度，看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，實(shí)則蘊(yùn)含復(fù)雜多變的答案，這完全取決于你在地球上的具體位置。
我們將地球視作一個(gè)“剛體”，就意味著其表面各點(diǎn)相對(duì)于其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持相對(duì)恒定。地球繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，表面上幾乎每一點(diǎn)都經(jīng)歷了一次完整的自轉(zhuǎn)，耗時(shí)約為 23 小時(shí) 56 分 4.09 秒，而非我們通常認(rèn)為的 24 小時(shí)。
這兩個(gè)時(shí)間的差異源于地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的影響，使得從一次日出到下一次日出，或一次日落到下一次日落，地球需要旋轉(zhuǎn)的角度會(huì)超過(guò)360度。
地球的平均半徑約為 6371 千米，但考慮到地形起伏和地球整體形狀（赤道隆起，兩極壓縮），具體某點(diǎn)的自轉(zhuǎn)速度會(huì)有所不同。
例如，位于赤道的人以每小時(shí) 1676 千米的速度隨地球旋轉(zhuǎn)，而在南北緯 45 度的人則移動(dòng)得較慢，速度約為 1183 千米/小時(shí)。在北極或南極，人們雖然完成了自轉(zhuǎn)，但實(shí)際上在原地未動(dòng)。
地球自轉(zhuǎn)還帶來(lái)了其他有趣的現(xiàn)象。例如在高緯度地區(qū)因?yàn)榫嚯x地心更近，重力加速度更大。而赤道附近的自轉(zhuǎn)速度更快，意味著發(fā)射火箭到太空所需的能量更少，這也是熱帶地區(qū)成為火箭發(fā)射首選地的原因。
此外，月球和太陽(yáng)的潮汐作用還在使地球自轉(zhuǎn)逐漸減慢，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)周期每年增加約 14 納秒。大約 40 億年前，在太陽(yáng)系的早期階段，地球的自轉(zhuǎn)速度要比現(xiàn)在快得多，當(dāng)時(shí)的一天只有 6 到 8 小時(shí)，而不是 24 小時(shí)。
地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度
與自轉(zhuǎn)相比，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度更為顯著。地球與太陽(yáng)的平均距離約為 1.5 億千米，為了維持穩(wěn)定的近圓形軌道，地球必須以每秒約 30 千米的速度運(yùn)動(dòng)。
這一速度在地球從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的過(guò)程中會(huì)有所變化，最快時(shí)可達(dá) 30.29 千米/秒，最慢時(shí)則為 29.29 千米/秒，兩者相差約3%。
太陽(yáng)系繞銀心一圈要多久
銀河系擁有數(shù)千億顆恒星，它們?cè)阢y河系中心超大質(zhì)量黑洞的引力作用下環(huán)繞其運(yùn)動(dòng)。我們的太陽(yáng)系同樣身處其中，盡管距離銀河系中心約 2.7 萬(wàn)光年之遙，但也被巨大的引力“束縛”在一個(gè)圍繞銀河系中心的橢圓軌道上公轉(zhuǎn)。
太陽(yáng)在銀河系內(nèi)公轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間極其漫長(zhǎng)，大致在 2.2 億年至 2.5 億年之間。也就是說(shuō)，當(dāng)太陽(yáng)上次處于銀河系內(nèi)的當(dāng)前位置時(shí)，恐龍?jiān)诘厍蛏喜艅倓偝霈F(xiàn)。
據(jù)估計(jì)，太陽(yáng)在銀河系的公轉(zhuǎn)速度達(dá)到約 220 千米/秒，這一速度是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度的 7 倍。需要注意的是，該數(shù)值存在約 20 千米/秒的不確定性，也就是說(shuō)科學(xué)家測(cè)算出太陽(yáng)在銀河系中的公轉(zhuǎn)速度精度只有約 10%。
銀河系在本星系群中有多快
然而銀河系不僅是宇宙中的一個(gè)獨(dú)立星系，它還是本星系群中約 60 個(gè)星系的一員，與包括仙女座星系在內(nèi)的其他星系相互作用。
本星系群中，規(guī)模最大且質(zhì)量最高的星系當(dāng)屬仙女座星系，它與我們相隔約 250 萬(wàn)光年之遙，其質(zhì)量可能達(dá)到銀河系的兩倍。
由于仙女座星系距離過(guò)于遙遠(yuǎn)，以至于我們無(wú)法在人類的時(shí)間尺度上精確追蹤其位置隨時(shí)間的變化，但我們能夠測(cè)量到它的移動(dòng)速度。天文學(xué)家的觀測(cè)顯示，我們和仙女座星系相互靠近的速度大約是 301 千米/秒。
結(jié)合太陽(yáng)在銀河系內(nèi)的移動(dòng)方向和速度，我們可以斷定，銀河系與仙女座星系正以 109 千米/秒的速度相互接近；這意味著，我們正置身于這兩個(gè)星系碰撞的進(jìn)程中，預(yù)計(jì)大約 40 億年后，一場(chǎng)壯觀的星系合并大幕將緩緩拉開(kāi)。
本星系群穿越星際空間的速度有多快
關(guān)于本星系群穿越星系際空間的速度，情況則復(fù)雜而有趣。在更廣闊的宇宙中，室女座超星系團(tuán)作為強(qiáng)大的引力源，牽引著本星系群以約 300 千米/秒的速度向其靠攏。
然而，在宇宙的另一端，一個(gè)物質(zhì)稀少的區(qū)域則以相似的速度對(duì)我們產(chǎn)生排斥作用。這種吸引與排斥的合力，使得本星系群在宇宙中的凈運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了每秒約 600 千米。
在宇宙尺度下，我們?cè)谕募柴Y呢
當(dāng)我們把地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)在銀河系中的運(yùn)動(dòng)，以及銀河系與仙女座星系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，再加上本星系群受周圍宇宙結(jié)構(gòu)影響的運(yùn)動(dòng)綜合起來(lái)時(shí)，可以得出一個(gè)結(jié)論：在任意時(shí)刻，我們?cè)谟钪嬷械囊苿?dòng)速度總和約為 368 千米/秒，指向獅子座的方向。
這個(gè)速度在一年中會(huì)因地球公轉(zhuǎn)的變化而波動(dòng)，變化幅度可達(dá)每秒30千米。宇宙微波背景輻射的測(cè)量結(jié)果也支持了這一結(jié)論：宇宙微波背景輻射在我們移動(dòng)的方向（獅子座）上更熱，而在相反的方向（寶瓶座）上更冷。
要準(zhǔn)確回答“地球在宇宙中移動(dòng)的速度”這一問(wèn)題，我們必須明確參照物。是地球自身的旋轉(zhuǎn)速度，還是它相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)？是相對(duì)于銀河系或本星系群，還是相對(duì)于宇宙的其他大型結(jié)構(gòu)？亦或是相對(duì)于大爆炸遺留下來(lái)的宇宙微波背景？在宇宙中沒(méi)有絕對(duì)的靜止，一切都在不斷地運(yùn)動(dòng)和相互作用中。
隨著科學(xué)研究的深入和銀河系地圖精度的提高，我們有望在未來(lái)更精確地預(yù)測(cè)地球及本星系群在宇宙中的運(yùn)動(dòng)軌跡，其精度將遠(yuǎn)超今日之想象。
