▲在赤道的切線速度等于赤道的周長(zhǎng)除以地球轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間，即40075公里/23.93小時(shí) = 1.675公里/小時(shí)。（你知道為什么是除以23.93小時(shí)而不是24小時(shí)嗎？）該圖顯示你在地球上任何位置的切線速度，單位為英里/小時(shí)。

當(dāng)你在閱讀這篇文章時(shí)，很可能你是坐著或躺著，你會(huì)認(rèn)為自己處于靜止?fàn)顟B(tài)。但我們也知道，從宇宙的層面來(lái)看，我們并不是靜止不動(dòng)的。地球繞著自己的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果此時(shí)此刻你處于赤道上，那么你會(huì)以1675公里/時(shí)的速度在空間中飛馳。這并不是一個(gè)快的速度，如果你轉(zhuǎn)換一下單位，就會(huì)得到465米/秒的自轉(zhuǎn)速度，跟其它的速度相比時(shí)，這實(shí)在不算什么。

▲地球和太陽(yáng)的距離（a）可以通過(guò)金星的位置計(jì)算得出。從地球上的雷達(dá)發(fā)送一個(gè)信號(hào)到金星，根據(jù)信號(hào)返回到地球的時(shí)間就可以知道它們之間的距離了。而金星的最大距角（e）為46度，因此可以輕易的算出地球和太陽(yáng)的距離。

地球除了自轉(zhuǎn)以外，它也跟太陽(yáng)系中的其它行星一樣繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，這個(gè)速度比自轉(zhuǎn)速度要快多了，大約30公里/秒。這個(gè)速度很好計(jì)算，只要知道了地球到太陽(yáng)的距離，就可以算出地球繞太陽(yáng)的軌道周長(zhǎng)（假設(shè)地球的軌道為完美的圓），再除以地球再次回到相同位置的時(shí)間，即一年，就可以算出公轉(zhuǎn)的速度了。從下圖可以看出內(nèi)行星——水星和金星——運(yùn)動(dòng)的速度比地球更快，但是火星（以及離太陽(yáng)更遠(yuǎn)的行星）則比地球的速度慢。這在過(guò)去一直都是這樣的，而且將來(lái)也都會(huì)是這樣。

▲（? NASA/JPL）

但甚至是太陽(yáng)也不是靜止的。我們的銀河系非常的巨大，在里面的所有恒星、行星、氣體云、塵埃顆粒、黑洞、暗物質(zhì)以及更多都在繞著銀河系中心運(yùn)動(dòng)。

▲三角視差法是求出太陽(yáng)系離銀河系中心的距離的最簡(jiǎn)單方法。

太陽(yáng)離銀河系中心大約26000光年，繞行銀河系一圈則需要2.2-2.5億年的時(shí)間（上次太陽(yáng)在現(xiàn)在的位置的時(shí)候還是恐龍統(tǒng)治的地球）。太陽(yáng)在這個(gè)旅途中的速度為200-220公里/秒，這個(gè)速度比地球自轉(zhuǎn)的速度要快的多，也比行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度快的多?，F(xiàn)在，我們只要把這些速度都考慮進(jìn)來(lái)，就可以算出地球在銀河系中的運(yùn)動(dòng)速度。

▲紅外波段下的銀河系。（? J. Carpenter, M. Skrutskie, R. Hurt, 2MASS Project, NSF, NASA）

但是，難道我們的星系是靜止的嗎？當(dāng)然不是。在空間中，所有有質(zhì)量的物體之間都有引力作用，引力使物質(zhì)加速。只要有足夠的時(shí)間，所有的物質(zhì)都會(huì)在引力的作用下聚集在一起。這也是為什么一個(gè)均勻的宇宙會(huì)演化成一個(gè)成塊、成團(tuán)、富含星系的宇宙。這意味著什么？這意味著我們的銀河系會(huì)被臨近的所有的其它星系的引力所吸引；這意味著離我們最近的，質(zhì)量最大的星系主宰著我們的運(yùn)動(dòng)；這也意味著由于引力作用，銀河系以及所有臨近的星系都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“總體流動(dòng)”。

▲臨近宇宙的結(jié)構(gòu)學(xué)。（?arXiv:1306.0091）

但是，在我們完全理解所有在宇宙中影響我們的因素之前（例如宇宙誕生的初始條件，每個(gè)單獨(dú)質(zhì)量如何運(yùn)動(dòng)和隨著時(shí)間演化，以及星系是如何誕生等問(wèn)題），我們是無(wú)法真正的計(jì)算出我們?cè)谟钪嬷械乃俣取Ｖ辽?，我們不能少了接下?lái)我們要說(shuō)的。

▲宇宙微波背景輻射的溫度波動(dòng)：紅色代表溫度較高的地方，藍(lán)色代表溫度較低的區(qū)域，這個(gè)差異其實(shí)非常的小。（? Planck）

當(dāng)我們朝空間的任何方向觀測(cè)的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)空間各處都是大爆炸遺留下來(lái)的2.725開(kāi)爾文的輻射——微波背景輻射（CMB）。這個(gè)溫度曾經(jīng)很高，但是由于宇宙的不斷膨脹，溫度也逐漸冷卻到今天觀測(cè)的2.725開(kāi)爾文。

▲宇宙的演化。（? NASA/ESA）

無(wú)論我們朝天空中的任何一個(gè)方向看，我們都會(huì)看到這些宇宙大爆炸的“殘余輻射”，這些輻射可謂是宇宙的第一縷光。早期的宇宙，由于溫度非常高，不能形成中性原子，因?yàn)楣庾拥呐鲎矔?huì)把它們分開(kāi)。但是宇宙不斷地膨脹使光紅移（失去能量），直到足夠冷卻就可以產(chǎn)生這些原子。

▲CMB輻射前的離子化等離子體（左）；隨著時(shí)間流逝，宇宙開(kāi)始變的透明（右），光子在宇宙中自由的穿行。（? Amanda Yoho）

當(dāng)這發(fā)生的時(shí)候，那些光子就會(huì)毫無(wú)阻礙的直線傳播?，F(xiàn)在的宇宙中遍布著這些輻射，甚至在我們的生活中都可以輕易地觀測(cè)到：電視上的天線就可以接收宇宙微波背景輻射。當(dāng)電視沒(méi)有節(jié)目時(shí)的“雪花”，大約1%就是來(lái)自大爆炸的余暉。除了各處的溫度有非常微小的差異，在所有方向都應(yīng)該是一致的。

▲偶極微波背景輻射。（?arXiv:1207.3675）

但問(wèn)題是，我們并沒(méi)有看到完全均勻一致的2.725開(kāi)爾文的背景輻射。不同區(qū)域間的溫度會(huì)有微小的波動(dòng)，宇宙中的“一邊”看起來(lái)比較熱（上圖紅色部分），而另“一邊”比較冷（上圖藍(lán)色部分）?！白顭帷钡囊贿厹囟葹?.728K，而“最冷”的一邊為2.722K。這樣的一個(gè)波動(dòng)差異要比其它的波動(dòng)大上100倍，因此你可能會(huì)感到迷惑。難道宇宙的一半要比另一半的溫度更高一點(diǎn)嗎？

當(dāng)然，其中的奧秘在于這并不是微波背景輻射的波動(dòng)。

那么，會(huì)是什么能夠?qū)е鹿狻⒉ū尘拜椛渚褪枪狻谝粋€(gè)方向變得更熱（或者更高能量），而在另一個(gè)方向更熱（或者更低能量）？運(yùn)動(dòng)！

▲在運(yùn)動(dòng)的方向，光波被壓縮了（藍(lán)移）；而在遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)的方向光波被拉伸了（紅移）。（? TxAlien）

當(dāng)你朝著一個(gè)光源移動(dòng)的時(shí)候（或者光向你移動(dòng)），光會(huì)藍(lán)移至較高的能量；當(dāng)你遠(yuǎn)離一個(gè)光源的時(shí)候（或者光向你遠(yuǎn)離），它就會(huì)發(fā)生紅移，因此能量變低。這便是眾所周知的多普勒效應(yīng)。因此，CMB的一邊溫度要比另一邊高并不是什么內(nèi)在的稟性，而是因?yàn)槲覀冊(cè)诳臻g中的運(yùn)動(dòng)。從多普勒效應(yīng)中，我們可以計(jì)算出太陽(yáng)系相對(duì)于CMB的運(yùn)動(dòng)為368 ± 2 公里/秒。本星系群的運(yùn)動(dòng)，包括把太陽(yáng)、銀河系、仙女座星系和其它所有的天體，相對(duì)于CMB的速度為627 ± 22 公里/秒。這其中的不確定性大部分都來(lái)自于太陽(yáng)圍繞著銀河中心運(yùn)動(dòng)的不確定，也是最難被測(cè)量的部分。

▲（? Helene M. Courtois, Daniel Pomarede, R. Brent Tully, Yehuda Hoffman, Denis Courtois.）

或許我們并沒(méi)有一個(gè)通用的參考框架，但是有一個(gè)參考系對(duì)我們非常有用：CMB的靜止系，這也跟宇宙哈勃膨脹的靜止系一致。我們看到的所有星系都有“本動(dòng)速度”，這個(gè)速度為幾百到上千公里/秒。太陽(yáng)的本動(dòng)運(yùn)動(dòng)是368公里/秒，本星系群的本動(dòng)運(yùn)動(dòng)為627公里/秒，這跟我們理解的所有星系如何在空間中運(yùn)動(dòng)完美符合。感謝宇宙大爆炸的余暉，我們不僅知道我們不是處在宇宙中一個(gè)特殊的位置，我們也知道我們并不是靜止的，而是在不斷地運(yùn)動(dòng)。