▲在赤道的切線速度等于赤道的周長除以地球轉(zhuǎn)一圈所需要的時間，即40075公里/23.93小時 = 1.675公里/小時。（你知道為什么是除以23.93小時而不是24小時嗎？）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。
當(dāng)你在閱讀這篇文章時，很可能你是坐著或躺著，你會認(rèn)為自己處于靜止?fàn)顟B(tài)。但我們也知道，從宇宙的層面來看，我們并不是靜止不動的。地球繞著自己的軸轉(zhuǎn)動，如果此時此刻你處于赤道上，那么你會以1675公里/時的速度在空間中飛馳。這并不是一個快的速度，如果你轉(zhuǎn)換一下單位，就會得到465米/秒的自轉(zhuǎn)速度，跟其它的速度相比時，這實在不算什么。
▲地球和太陽的距離（a）可以通過金星的位置計算得出。從地球上的雷達(dá)發(fā)送一個信號到金星，根據(jù)信號返回到地球的時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的距離。
地球除了自轉(zhuǎn)以外，它也跟太陽系中的其它行星一樣繞著太陽公轉(zhuǎn)，這個速度比自轉(zhuǎn)速度要快多了，大約30公里/秒。這個速度很好計算，只要知道了地球到太陽的距離，就可以算出地球繞太陽的軌道周長（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)動的速度比地球更快，但是火星（以及離太陽更遠(yuǎn)的行星）則比地球的速度慢。這在過去一直都是這樣的，而且將來也都會是這樣。
▲（? NASA/JPL）
但甚至是太陽也不是靜止的。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。
▲三角視差法是求出太陽系離銀河系中心的距離的最簡單方法。
太陽離銀河系中心大約26000光年，繞行銀河系一圈則需要2.2-2.5億年的時間（上次太陽在現(xiàn)在的位置的時候還是恐龍統(tǒng)治的地球）。太陽在這個旅途中的速度為200-220公里/秒，這個速度比地球自轉(zhuǎn)的速度要快的多，也比行星繞太陽公轉(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，就可以算出地球在銀河系中的運(yùn)動速度。
▲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。只要有足夠的時間，所有的物質(zhì)都會在引力的作用下聚集在一起。這也是為什么一個均勻的宇宙會演化成一個成塊、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；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經(jīng)歷一個“總體流動”。
▲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，每個單獨(dú)質(zhì)量如何運(yùn)動和隨著時間演化，以及星系是如何誕生等問題），我們是無法真正的計算出我們在宇宙中的速度。至少，我們不能少了接下來我們要說的。
▲宇宙微波背景輻射的溫度波動：紅色代表溫度較高的地方，藍(lán)色代表溫度較低的區(qū)域，這個差異其實非常的小。（? Planck）
當(dāng)我們朝空間的任何方向觀測的時候，我們發(fā)現(xiàn)空間各處都是大爆炸遺留下來的2.725開爾文的輻射——微波背景輻射（CMB）。這個溫度曾經(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的2.725開爾文。
▲宇宙的演化。（? NASA/ESA）
無論我們朝天空中的任何一個方向看，我們都會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，因為光子的碰撞會把它們分開。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）；隨著時間流逝，宇宙開始變的透明（右），光子在宇宙中自由的穿行。（? Amanda Yoho）
當(dāng)這發(fā)生的時候，那些光子就會毫無阻礙的直線傳播?，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)電視沒有節(jié)目時的“雪花”，大約1%就是來自大爆炸的余暉。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）
但問題是，我們并沒有看到完全均勻一致的2.725開爾文的背景輻射。不同區(qū)域間的溫度會有微小的波動，宇宙中的“一邊”看起來比較熱（上圖紅色部分），而另“一邊”比較冷（上圖藍(lán)色部分）。“最熱”的一邊溫度為2.728K，而“最冷”的一邊為2.722K。這樣的一個波動差異要比其它的波動大上100倍，因此你可能會感到迷惑。難道宇宙的一半要比另一半的溫度更高一點嗎？
當(dāng)然，其中的奧秘在于這并不是微波背景輻射的波動。
那么，會是什么能夠?qū)е鹿狻⒉ū尘拜椛渚褪枪狻谝粋€方向變得更熱（或者更高能量），而在另一個方向更熱（或者更低能量）？運(yùn)動！
▲在運(yùn)動的方向，光波被壓縮了（藍(lán)移）；而在遠(yuǎn)離運(yùn)動的方向光波被拉伸了（紅移）。（? TxAlien）
當(dāng)你朝著一個光源移動的時候（或者光向你移動），光會藍(lán)移至較高的能量；當(dāng)你遠(yuǎn)離一個光源的時候（或者光向你遠(yuǎn)離），它就會發(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，而是因為我們在空間中的運(yùn)動。從多普勒效應(yīng)中，我們可以計算出太陽系相對于CMB的運(yùn)動為368 ± 2 公里/秒。本星系群的運(yùn)動，包括把太陽、銀河系、仙女座星系和其它所有的天體，相對于CMB的速度為627 ± 22 公里/秒。這其中的不確定性大部分都來自于太陽圍繞著銀河中心運(yùn)動的不確定，也是最難被測量的部分。
▲（? Helene M. Courtois, Daniel Pomarede, R. Brent Tully, Yehuda Hoffman, Denis Courtois.）
或許我們并沒有一個通用的參考框架，但是有一個參考系對我們非常有用：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“本動速度”，這個速度為幾百到上千公里/秒。太陽的本動運(yùn)動是368公里/秒，本星系群的本動運(yùn)動為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。
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