W kosmosie wszystko się porusza. Było to zapewne jedno z pierwszych spostrzeżeń człowieka pierwotnego. Podziwiał niebo, ale nie mógł przepuszczać z jak niedorzecznie wielkimi prędkościami pędzą przez przestrzeń planety, komety, czy nawet on sam.

Podobno bez­za­ło­gowy samolot X‑43 zdołano roz­pę­dzić do 11 tysięcy km/h. Mógłby okrążyć naszą planetę w zaledwie 3,5 godziny. Nieźle, jednak pręd­ko­ści, które imponują na Ziemi, wydają się wręcz śmiesz­nie niskie w odnie­sie­niu do prze­strzeni kosmicz­nej. Wiele popu­la­ry­za­tor­skich książek i filmów ilu­stru­jąc odbiorcy potęgę wszech­świata, skupia się na nie­bo­tycz­nych masach i roz­mia­rach obiektów, zapo­mi­na­jąc, że olbrzy­mim dystan­som i szo­ku­ją­cym energiom, towa­rzy­szą równie efek­towne pręd­ko­ści. Wyrzućmy więc na moment pospo­lite kilo­me­try na godzinę, zastę­pu­jąc je prak­tycz­niej­szymi kilo­me­trami na sekundę, i spójrzmy na kilka przy­kła­dów kosmicz­nej dynamiki. Żeby wszystko było czytelne, użyjemy pręd­ko­ścio­mie­rza ze skalą od 0 do 300 km/s, tj. tysięcz­nej części pręd­ko­ści światła.

ISS – 27 743 km/h

Z jaką prędkością porusza się ISS?

Najpierw coś bli­skiego, czyli Mię­dzy­na­ro­dowa Stacja Kosmiczna znaj­du­jąca się zaledwie 400 kilo­me­trów nad naszymi głowami. Ważąca niecałe 500 ton struk­tura, zamiesz­kała przez sześciu loka­to­rów, okrąża naszą planetę aż pięt­na­ście razy na dobę. Jej średnia prędkość względem powierzchni Ziemi wynosi 7,7 km/s, czyli 27 tys. km/h. 

Wyprawa Apollo 10 – 39 896 km/h

Prędkość rakiety Saturn V

Tyle wynosi rekord pręd­ko­ści z jaką podró­żo­wali ludzie. Usta­no­wiony bardzo dawno bo w 1969 roku, jeszcze w epoce księ­ży­co­wego programu Apollo, i do dziś nie­po­bity. Stafford, Cernan i Young wyru­szyli w kierunku Srebr­nego Globu dwa miesiące przed pamięt­nym lotem Apollo 11. Oczy­wi­ście nie wylą­do­wali na Księżycu, tra­fia­jąc jedynie na jego orbitę, ale jak widać zapisali się w historii w inny sposób. W drodze powrot­nej statek osiągnął prędkość 11,1 km/s, czyli nie­ca­łych 40 tys. km/h. To akurat tyle, aby w godzinkę obiec Ziemię na wyso­ko­ści równika.

Voyager 1 – 61 200 km/h

Prędkość sondy Voyager 1

Wystrze­lony w 1977 roku Voyager to sonda nie­zwy­kła z wielu względów. Przede wszyst­kim, uważana jest za naj­bar­dziej oddalone od Ziemi dzieło ludzkich rąk, być może pierwsze, które opuściło Układ Sło­neczny (zależnie od tego jak zde­fi­niu­jemy granicę Układu). W tym momencie urzą­dze­nie znajduje się w odle­gło­ści ponad 20 miliar­dów kilo­me­trów od Słońca, a więc 137 razy dalej niż Ziemia i 3,5 raza dalej niż zmar­z­nięty Pluton. Zasuwa z pręd­ko­ścią 17 km/s, czyli ponad 61 tys. km/h, jednak nawet przy takich osiągach, dotarcie do którejś z sąsied­nich gwiazd zabierze jej kil­ka­dzie­siąt tysięcy lat.

Ziemia – 109 033 km/h

Z jaką prędkością porusza się Ziemia?

Nie zapo­mi­najmy, że my sami również dry­fu­jemy przez prze­strzeń kosmiczną i to na kilka sposobów. Sam ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca odbywa się z niemałą pręd­ko­ścią, wahającą się od 29,2 km/s do 30,2 km/s, czyli 109 tys. km/h. Właśnie taka prędkość Ziemi jest konieczna aby planeta przebyła drogę 940 milionów kilo­me­trów w 365 dni i zato­czyła pełne koło… To znaczy elipsę. 

Juno – 262 800 km/h

juno-predkosciomierz

Choć sonda ta została wystrze­lona w 2011 roku, dopiero w roku ubiegłym osią­gnęła swój cel. Właśnie obiega Jowisza, dzielnie walcząc z jego nisz­czącą magne­tos­ferą i prze­sy­ła­jąc nam nie­zwy­kle cenne infor­ma­cje. Wszystko dlatego, że Juno bardzo zbliżyła się do gazowego olbrzyma, sunąc zaledwie 5 tys. kilo­me­trów nad amo­nia­kową atmos­ferą. O tym wszyst­kim pisałem już w tym tekście, jednak nie wspo­mnia­łem wtedy, że latem 2016 roku sonda wyśru­bo­wała rekord pręd­ko­ści. Podczas usta­la­nia orbity, przy gra­wi­ta­cyj­nej pomocy rozdętej planety, Juno osią­gnęła wynik 73,7 km/s, czyli ponad 262 tys. km/h. Jest to, na tę chwilę, naj­więk­sza prędkość osią­gnięta przez produkt ludzkich rąk.

Zbliżanie Andromedy i Drogi Mlecznej – 400 000 km/h

andromeda-predkosciomierz

Znów wracamy do naszego mimo­wol­nego ruchu “własnego”. Zapewne sły­sze­li­ście o tym, że dwie naj­więk­sze galak­tyki Grupy Lokalnej – galak­tyka M31 oraz Droga Mleczna – poważnie mają się ku sobie. Obecnie od Andro­medy dzieli nas 2,5 miliona lat świetl­nych, jednak nie­ustę­pliwa gra­wi­ta­cja szybko ten dystans zmniej­sza. No dobrze, to czy tempo zbli­ża­nia uznamy za szybkie, zależy od punktu widzenia. W rzeczy samej, przy pręd­ko­ści wyno­szą­cej około 111 km/s, do zde­rze­nia nie dojdzie szybciej niż za 3,5 miliarda lat. 

Solar Probe Plus – 720 000 km/h

solar-probe-predkosciomierz

Zapewne jeszcze będę miał spo­sob­ność wiele razy wspo­mnieć o tej sondzie w przy­szło­ści. Pla­no­wana na 2018 rok misja, ma pozwolić na dokład­niej­sze niż kie­dy­kol­wiek badania naszej gwiazdy, zbli­ża­jąc się doń na odle­głość zaledwie 6 milionów kilo­me­trów(!). Jed­no­cze­śnie Solar Probe Plus pobije kosmiczne rekordy pręd­ko­ści, w tym ten osią­gnięty przez Juno. Skoro masa Jowisza pozwo­liła wykręcić 73 km/s, to nie powinno dziwić, że Słońce pomoże roz­pę­dzić pół­to­nowy przyrząd do pręd­ko­ści bliskich 200 km/s, czyli 720 tys. km/h. W takim tempie można by prze­mie­rzyć drogę z Ziemi do Marsa (przy korzyst­nym ułożeniu obu planet) w trzy i pół dnia. 

Układ Słoneczny – 792 000 km/h

uklad-predkosciomierz

Nie dość, że poru­szamy się dość szybko na wymę­czo­nym grzbie­cie naszej planety wokół Słońca, to jeszcze kłu­su­jemy przez prze­strzeń wraz z całym Układem Sło­necz­nym. Tak jak Ziemia okrąża Słońce, tak Słońce z całym systemem obiega masywne centrum Drogi Mlecznej. Ten swoisty rok galak­tyczny, podczas którego ramię Oriona (to w nim siedzimy) wraca do punktu wyjścia, trwa około ćwierć miliarda lat. Oznacza to, że właśnie w tym momencie prujemy przez kosmos z pręd­ko­ścią 220 km/s, czyli jakiś 792 tys. km/h.

predkosc-swiatla2

Na zakoń­cze­nie warto zestawić powyższe przy­kłady z naj­wyż­szą dostępną pręd­ko­ścią, czyli pręd­ko­ścią światła. Jak wiadomo, żaden obiekt posia­da­jący masę nie jest w stanie osiągnąć magicz­nego pułapu 300 000 km/s, czyli 1,08 miliarda km/h. Przy takiej wartości nasz pręd­ko­ścio­mierz by eks­plo­do­wał, więc nieco zmieńmy skalę. Oto jak ma się prędkość 220 km/s (ruch Układu Sło­necz­nego) wobec osiągów fotonu. W żadnym z powyż­szych przy­pad­ków nie się­gnięto nawet 0,1% c.

  • sdx

    czuję pewien niedosyt…

    • Marek Andrze­jak

      Ja też…

  • kuba_wu

    Zabrakło mi istotnej infor­ma­cji: względem czego (jakiego układu) jest dana prędkość okre­ślona. W nie­któ­rych przy­pad­kach nie jest to wcale oczy­wi­ste…

    • Miro Slavin Szwaj­ca­rzew­ski

      Zależy co mierzysz. Ruch obrotowy roczny mierzysz w stosunku do układu sło­necz­nego a ruc obrotowy galak­tyki względem sąsied­nich galaktyk. Nie ma jednego punktu odnie­sie­nia ponieważ każdy można uznać jed­no­cze­śnie za środek wszech­świata jak i pery­fe­ria.

  • Adam

    To skoro już o pręd­ko­ściach — Adamie, potra­fił­byś wyjaśnić, dlaczego prędkość światła jest różna, w różnych ośrod­kach? Z jednej strony jest to oczy­wi­ste, z drugiej — przy­naj­mniej dla mnie — fakt ten powoduje nie­zro­zu­miałe kon­se­kwen­cje, np. to że jakiś obiekt nie­bę­dący fotonem, może wyprze­dzić lecą rów­no­le­gle foton światła. Czy to nie powoduje jakichś dziwnych impli­ka­cji?

    • Tomasz Ste­plow­ski

      Poczytaj o pro­mie­nio­wa­niu Cze­rym­kowa.

      Tak naprawdę prędkość światła jest cały czas taka sama. W ośrodku dochodzi do absorp­cji i emisji fotonów — stąd opóź­nie­nia.

      • Adam

        Dziękuję kolegom za wska­zówki. Więc zro­zu­mia­łem tak: kwanty (fotony) światła, prze­cho­dząc przez jakiś ośrodek, są pochła­niane w wyniki inte­rak­cji z atomami materii. Następ­nie nastę­puje reemisja fotonów, zapewne w celu zacho­wa­nia energii czy czegoś podob­nego (zgaduję: powrotu elek­tro­nów na swoją orbitę?). I to właśnie fakt, że od pochło­nię­cia do reemisji fotonu upływa jakiś czas powoduje spo­wol­nie­nie “światła”. Jednak fotony po przej­ściu przez taki ośrodek, nie są już tymi samymi fotonami, które do niego wleciały.

        Czy tak?

      • yaxoo

        He he, po pierwsze, nie Cze­rym­kowa, tylko Cze­ren­kowa, Pawła Alek­sie­jo­wi­cza. I nie chodzi o żadną absorbcję/emisję tylko o to, że światło się załamuje, kiedy prze­cho­dzi przez coś innego, niż próżnia. Nigdy się chłopie nie kąpałeś? Nie widzia­łeś, jak coś wsadzone do wody nagle “zmienia” rozmiary? Każda sub­stan­cja ma jakiś współ­czyn­nik zała­ma­nia światła. Prędkość fazowa światła w danym ośrodku to słynne c (wartość bez­względna pręd­ko­ści światła w próżni) podzie­lona przez ów współ­czyn­nik. Co z tego wynika? Ano to, że w przy­naj­mniej nie­któ­rych ośrod­kach, np. w wodzie, prędkość fazowa światła jest nieco mniejsza od owego magicz­nego c. I tyle. Tym samym dowolna cząstka może być roz­pę­dzona do szalonej wartości bardzo bliskiej c i wsz­cze­lona w jakiś ośrodek (np. wodę), prze­la­tu­jąc przez niego z większą pręd­ko­ścią, niż wynosi prędkość fazowa światła dla tegoż ośrodka. Pro­mie­nio­wa­nie narodzi się wówczas, kiedy elek­trycz­nie nała­do­wana cząstka prze­mknie przez ośrodek z pręd­ko­ścią większą niż prędkość fazowa światła w tymże ośrodku, bowiem tylko wówczas fale pól elek­tro­ma­gne­tycz­nych powsta­łych w wyniku joni­za­cji tegoż ośrodka się nie wygaszą i obser­wa­tor będzie mógł podzi­wiać piękną nie­bie­skawą poświatę. Sęk w tym, że ten przykład nijak ma się do problemu. No, chyba że chodzi o to, aby nie mylić pojęcia “stałej wartości pręd­ko­ści światła w próżni” z pojęciem “pręd­ko­ści fazowej światła w danym ośrodku”. Chyba że tak.
        Tak przy­naj­mniej wynika z wiki­pe­dii https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_Czerenkowa

      • Sumek

        dobra neiwazne

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Dokład­nie tak jak napisał Tomasz. Potra­fimy w spe­cjal­nych krysz­ta­łach bardzo spo­wal­niać wiązkę światła, ale sztuczka polega na tym, że wchodzi ona w inte­rak­cję z atomami danego ośrodka co utrudnia jej przej­ście. W rze­czy­wi­sto­ści same fotony zawsze poru­szają się z tą samą pręd­ko­ścią.

      • ALEX

        A możecie opisać świat foton przed źródłem ?
        co jest przed nim ?

  • http://jacek-belof.blogspot.com/ Jacek

    Hmm… zabrakło mi “rekordów” z LHC — przy­naj­mniej wtedy ten ostatni licznik nie byłby tak bez­na­dziej­nie martwy 😉

  • Marek Jaros

    hellou! prędkość światła to 300 000 m/s a nie km…

    • taranssj4

      Eee, chyba uciąłeś trzy zera:)

  • Marek Jaros

    oje­zu­sie­ma­ryjo… prze­pra­szam… to ja już się nie będę odzywał.

  • Marek

    Co do Solar Probe Plus. Zasta­na­wia mnie jak słońce ma roz­pę­dzić sonde to takiej pręd­ko­ści zakła­da­jąc wyko­rzy­sta­nie asysty gra­wi­ta­cyj­nej skoro w punkcie odnie­sie­nia do całego układu sło­necz­nego jest ono nie­ru­chomo…

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Już za czasów Keplera zauwa­ży­li­śmy, że im bliższą Słońcu planetę roz­pa­tru­jemy, tym większa jest jej prędkość liniowa. Jeżeli obiekt zacznie śmigać tuż nad powierzch­nią naszej — bardzo masywnej — gwiazdy, to jego prędkość będzie odpo­wied­nio wysoka.

  • ALEX

    Ja mam pytanie 🙂 Powia­da­cie ze kosmos pusty . Ok .
    A teraz proszę mi wytłu­ma­czyć jak rakieta leci zostawia cząstki ? .
    2 . jak kometa leci zostawia cząstki ?
    3. jak są wybuchy są cząstki ?
    4. Planety gazowe jakie nie maja przy­cią­ga­nia i emitują cząstki o masę plus ?
    5. Czy słonce nie wyrzuca masę w kosmos ?
    6. i różna energia emituje cząstki ?
    7. foton jest go tam pod dostat­kiem ?
    8 i do tego kolizji jaki emitują cząstki ?

    Na łado­wa­łem wam kosmos 🙂 Jak to wytłu­ma­czy­cie ?

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Bardzo prosto: walczysz ze stwier­dze­niem, które sam wymy­śli­łeś. Pomi­ja­jąc kwestie kwantowe, prze­strzeń kosmiczna nie jest “dosko­nałą” próżnią — bo coś takiego niemal w ogóle nie wystę­puje — lecz prze­strze­nią o bardzo, bardzo niskim ciśnie­niu. W każdej sekun­dzie ciało astro­nauty przebija biliony neutrin, miliardy protonów i elek­tro­nów wiatru sło­necz­nego, a poza tym trafi też na zwykłe atomy i czą­steczki. Układ Sło­neczny znajduje się w bąblu zwanym Obłokiem Oorta.

      • ALEX

        1:Biliony neutrin, miliardy protonów i elek­tro­nów wiatru sło­necz­nego, a poza tym trafi też na zwykłe atomy i czą­steczki. warunki są extra 🙂 co teraz z dźwię­kiem ? Chyba to są warunki dla niego ?

        2:Bardzo prosto: walczysz ze stwier­dze­niem, które sam wymy­śli­łeś. Ja zadałem pytanie a te procesy tam zachodzą .pytam o proces gene­ro­wa­nia czą­ste­czek przez ten cały czas ist­nie­nia wszech­świata ?
        .

      • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        1. W życiu. Dźwięk to normalna fala mecha­niczna, która potrze­buje ośrodka o odpo­wied­niej gęstości. Prze­strzeń kosmiczna takim ośrod­kiem abso­lut­nie nie jest.
        2. Piszesz w sposób… spe­cy­ficzny i naprawdę trudno zro­zu­mieć co masz na myśli. Co oznacza np. zdanie: “Planety gazowe jakie nie maja przy­cią­ga­nia i emitują cząstki o masę plus ?” Wszystko co posiada masę przy­ciąga inne ciała mające masę.

      • ALEX

        Ok ja wyge­ne­ro­wa­łem ty zabrałeś 🙂 Jestem ok rozumie . Teraz poszukam artykułu na temat fotonu mam pytania 🙂

      • kwantol

        Mylisz się. Każda fala potrze­buje ośrodka, bo sama jest tylko ruchem. Nie istnieje ruch bez tego CO się porusza. Także światło. Próżnia nie istnieje. Poczytaj, to będziesz na czasie — http://waclaw.kopacka.salon24.pl/
        Ciała nie przy­cią­gają się wza­jem­nie tylko dążą do wspól­nego środka ciężkości.W tym środku nie musi być jakie­kol­wiek ciało. itd…itp..

      • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Może to niezbyt na czasie, ale zważ proszę na co odpo­wia­dasz. Jest napisane jak byk “fala mecha­niczna”. Niby szczegół, ale chyba istotny w kon­tek­ście dźwięku.
        Co do rewo­lu­cjo­ni­stów z salonu24 — dziękuję, postoję.

  • Sta­ni­sław Mił­kow­ski

    Każdy ruch jed­no­stajny jest względny, co stwier­dził już Gali­le­usz. Einstein dodał do tego, że nie istnieje żaden bez­względny układ odnie­sie­nia. I jak tu roz­pa­try­wać jakie­kol­wiek pręd­ko­ści ;-)?
    P.S. To tylko lekka notka, nie zarzut wysto­so­wany do autora…

  • Bar­tło­miej Foryś

    Bardzo ciekawy artykuł. Dzięki !!!

  • Jerzy Piątek

    Świetny tekst.

  • Camil Stecula

    Ale jak możemy widzieć od tysięcy lat ten sam układ gwiazd? Przecież, wg naj­now­szej nauki, ziemia wiruje, krąży wokół Słońca, a cały układ sło­neczny pędzi z pręd­ko­ścią 792 000 km/h… ? Proszę o wytłu­ma­cze­nie.

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Ależ nie widzimy dokład­nie takiego samego układu gwiazd. Sama precesja wpływa choćby na to, że np. obecną gwiazdą polarną jest Alfa Ursae Minoris, którą za tysiąc lat zastąpi Gamma Cephei. Podobnie, choć obecnie naj­bliż­szą Ziemi gwiazdą jest Proxima Centauri, to się kiedyś zmieni: https://www.kwantowo.pl/2018/06/06/gliese-710-sasiadka-ktora-wpadnie-z-wizyta/

      Jed­no­cze­śnie dra­stycz­nych zmian wywo­ła­nych ruchem wewnątrz galak­tyki nie będzie, ponieważ nie poru­szamy się tylko my, ale również nasze oto­cze­nie. Obraca się cała galak­tyka.

  • Algs

    Zawsze mnie zasta­na­wiała ta prędkość stacji po orbicie ziemi 27 000 tys km/h. Astro­nauta który wychodzi w prze­strzeń na zewnątrz statku porusza się z tą samą pred­ko­ścią. Jak to jest że jego ciało tego nie odczuwa ? Przez brak gra­wi­ta­cji i oporów powie­trza ?

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Jeżeli poru­szasz się ruchem jed­no­staj­nym w próżni, zasad­ni­czo nie ma zna­cze­nia jaka jest Twoja prędkość. Tym bardziej, że zawsze poru­szasz się z jakimiś ogrom­nymi pręd­ko­ściami względem czegoś — nie ma czegoś takiego jak bez­względny ruch czy bez­względny spo­czy­nek. Nasz astro­nauta mknie przez prze­strzeń w tempie tysięcy km/h względem Ziemi, jeszcze szybciej względem Słońca, a jeszcze szybciej w porów­na­niu z centrum Drogi Mlecznej czy innymi gwiaz­dami.

      Odczuć może nato­miast zmiany pręd­ko­ści.

      • http://dating4.fun/join/id75857 TammyBolden32

        Hi ❤ I want to meet a man with a good sense of respon­si­bi­lity. Someone that is looking for a serious rela­tion­ship, ready to have a family. For more info please come to my profile.