Jak rychle se Země pohybuje vesmírem?

Rychlost se opravdu musí měřit relativně k něčemu. Můžeme měřit naši radiální rychlost vzhledem k jakémukoli jinému astronomickému objektu, na kterém nám záleží, měřením Dopplerových posunů. Ale pokud chcete znát naši rychlost „relativně k vesmíru jako celku“, spíše než relativně k jakémukoli objektu, musíme být opatrní, abychom definovali naše pojmy.

Protože se vesmír zdá být přibližně homogenní a izotropní, má smysl definovat „klidový rámec“ v kterémkoli daném bodě. (Zbytek rámců v různých bodech se pohybují vůči sobě navzájem – to znamená, že se říká, že se vesmír rozpíná.) Tento „rám odpočinku“ je v podstatě rám, ve kterém se zdá, že věci obklopující tento bod jsou pohybující se izotropicky (stejné ve všech směrech). V praxi je nejlepším způsobem, jak definovat tento odpočinkový rámec, najít rámec, ve kterém se kosmické mikrovlnné pozadí jeví stejně ve všech směrech (přesněji nemá žádný dipólový moment). v tomto rámci se místní skupina galaxií pohybuje rychlostí přibližně 600 km / s ( Wikipedia uvádí přesná čísla a pravděpodobně i citace, že jsem příliš líný na to, abych vzhlédl ).

Lidé se někdy obávají, zda existence preferovaného „odpočinkového rámce“ tohoto druhu je v rozporu s principem relativity. Odpověď je, že tomu tak není. Existuje několik způsobů, jak pochopit proč. Je třeba poznamenat, že princip relativity říká, že fyzikální zákony nemají žádné preferované rámce, ale konkrétní řešení zákonů mohou mít preferované rámce. Dalším způsobem, jak to dát přednost, je, že „odpočinkový rámec“, který používáme v kosmologii, je jednoduše rámem hybnosti hromady částic ( fotony CMB v našem sousedství). V jiných kontextech nás „nepřekvapuje ani neobává skutečnost, že spousta částic má klidový rámec, tak proč bychom si s tím měli dělat starosti zde?

Komentáře

• ohledně vašeho odkazu na Wikipedii jsou hlášeny dvě odlišné rychlosti, a to 371 km / s a 627 km / s, jeden ze Země a jeden pro Galaxii (?), nebo je to jen překlep v článku? (Chápu, že Země respektuje Galaxii, jen si chci být jistý)

Země se pohybuje kolem 30 km / s kolem Slunce a relativně ke Slunci. Slunce obíhá kolem středu naší Galaxie, Mléčné dráhy, rychlostí asi 200-250 km / s. Naše galaxie se pohybuje relativně k místní skupině, kde obíhá a místní skupina klesá směrem k kupě galaxií v Panně.

Nicméně dvě poslední rychlosti jsou relativně malé vzhledem k rychlosti místní skupiny relativně k kosmické mikrovlnné pozadí, nejbližší přiblížení „správného rámečku“, které vám kosmologie může nabídnout: Místní skupina se pohybuje o 600 km / s relativně ke kosmickému mikrovlnnému pozadí. To je 0,2% rychlosti světla.

V každém případě je důležité si uvědomit, že všechny rychlosti jsou relativní, všichni pozorovatelé, kteří se pohybují konstantní rychlostí relativně vůči sobě, mohou používat stejné fyzikální zákony (princip relativity) a kosmickou mikrovlnnou troubu pozadí je tak slabé, že významným způsobem nerozbije demokracii mezi různými referenčními rámci.

Sluneční soustava se pohybuje na 368 $ 2 pm km / s vzhledem k mikrovlnnému pozadí ve směru k souhvězdí tion Leo.

Komentáře

• To je způsob, jakým jsem šel s touto otázkou, ale je důležité si uvědomit, že CMB dělá ne nedefinovat nějaký speciální referenční rámec. Jednoduše identifikovatelný.
• CMB je poněkud zvláštní v tom, že nedovoluje tělesům a částicím pohybovat se rychlostí blízkou rychlosti světla: při vysokých rychlostech vytváří reliktní záření dostatečný tlak, čímž tělo zpomaluje. Takže nikdy nenarazíte na planetu nebo hvězdu pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla. Díky tomu je Aristotelov ‚ s princip (který tvrdí, že jakékoli pohybující se těleso dříve či později zastaví) pravdivý, i když to odvodil ze svých zkušeností se Zemí ‚ atmosféra.
• @Anixx, skvělá pointa. Takto jsem o tom nikdy nepřemýšlel.

Nejprve musíte přemýšlet o tom, co máte na mysli pod prostorem .Koncept toho, jak rychle se pohybujete vesmírem, zní, jako byste předpokládali absolutní prostor, jak si ho představoval Newton, spíše než relační prostor, jak ho prosazuje Leibniz. Jak je formulováno, zdá se, že potřebujete absolutní časoprostor na pozadí, což u speciální relativity neplatí. Prostor popsaný inerciálními referenčními snímky v oblastech malého zakřivení se obvykle používá jako „prostor na pozadí“ a, jak říká Ted, popisuje izotropní a homogenní prostor. Pohyb je relativní pouze k ostatním setrvačným rámcům, a pokud zvolíte odpočinkový rámec, musíte si ho sami definovat.

Komentáře

• @ dmckee- ano, ta poznámka o tom, že CMB nedefinuje speciální rámec, byla tím, co jsem myslel svou poslední větou, ale je dobré si vybrat. Myslím, že hádky probíhající mezi teoretiky strun a podporovatelem diskrétního prostoru lqg se v některých ohledech vrací k Newtonovi a Leibnizovi s Newtonovým ‚ s kontinuálním prostorem na pozadí a Leibniz ‚ relační diskrétní prostor.

Země se točí, Země obíhá kolem Slunce, Slunce obíhá kolem galaxie, galaxie se pohybuje a vesmír se rozpíná. Jak rychle se Země pohybuje vesmírem? Rychlost musí být měřena ve vztahu k něčemu, tak kde je bod vztahu ve vesmíru? Pokud existuje něco jako střed vesmíru daleko za naším pozorovatelným vesmírem, mohlo by to být použito jako měřicí bod. Nevíme, jestli střed vesmíru existuje, ale pokud ano, mohl by se celý vesmír točit kolem jeho středu a dostředivé zrychlení by mohlo způsobit jeho rozpínání a my bychom mohli zrychlit rozpínání vesmíru bez tohoto tajemného temná energie , což je dnes nejpopulárnější vysvětlení. Pokud existuje něco jako Higgsovo pole , které tvoří hmota z energie, mohlo by to také souviset se středem vesmíru. A pokud existuje něco jako univerzální bůh, pravděpodobně by měl uprostřed nějaké hnízdo.

Ale i když něco takového existuje jako střed vesmíru by stejně platilo říci, že Země stojí naprosto v klidu, zatímco střed vesmíru se pohybuje. Pak všichni stojíme ve středu našeho pozorovatelného vesmíru.

Komentáře

• Myslím, že rotující vesmír byl vyloučen.