¿Qué tan rápido se mueve la Tierra a través del universo?

La velocidad de hecho tiene que medirse en relación con algo. Podemos medir nuestra velocidad radial en relación con cualquier otro objeto astronómico que nos interese, midiendo los desplazamientos Doppler. Pero si desea conocer nuestra velocidad «relativa al Universo como un todo» en lugar de relativa a cualquier objeto, debemos tener un poco de cuidado al definir nuestros términos.

Porque el Universo parece ser aproximadamente homogéneo e isotrópico, tiene sentido definir un «marco de reposo» en cualquier punto dado. (Los marcos de descanso en diferentes puntos se mueven entre sí, eso es lo que significa decir que el Universo se está expandiendo). Este «marco de descanso» es esencialmente el marco en el que las cosas que rodean ese punto parecen estar moviéndose isotrópicamente (el mismo en todas las direcciones). En la práctica, la mejor manera de definir ese marco de reposo es encontrar el marco en el que el fondo cósmico de microondas aparece igual en todas las direcciones (no tiene momento dipolar, para ser precisos). En este marco, el grupo local de galaxias se mueve a unos 600 km / s ( Wikipedia da números precisos y probablemente citas de que soy demasiado vago para buscar ).

La gente a veces se preocupa por si la existencia de un «marco de descanso» preferido de este tipo está en conflicto con el principio de relatividad. La respuesta es que no lo es. Hay un par de formas de ver por qué. Una es notar que el principio de relatividad dice que las leyes de la física no tienen marcos preferidos, sino soluciones particulares a las leyes pueden tener marcos preferidos. Otra forma de decirlo, que yo prefiero, es que el «marco de reposo» que usamos en cosmología es simplemente el marco del centro de momento de un grupo de partículas ( es decir, los fotones CMB en nuestro vecindario). En otros contextos, no nos sorprende ni nos preocupa el hecho de que un montón de partículas tengan un marco de reposo, así que ¿por qué deberíamos preocuparnos por eso aquí?

Comentarios

• con respecto a su enlace a Wikipedia , se informan dos velocidades distintas, a saber, 371 km / sy 627 km / s, uno de la Tierra y otro de la Galaxia (?), ¿o es solo un error tipográfico en el artículo? (Entiendo que la Tierra se mueve con respecto a la Galaxia, solo quiero estar seguro)

La Tierra se mueve a 30 km / s alrededor del Sol y con relación al Sol. El Sol está orbitando el centro de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, a una velocidad de unos 200-250 km / s. Nuestra Galaxia se está moviendo relativamente hacia el Grupo Local donde orbita y el Grupo Local cae hacia el Cúmulo de Galaxias de Virgo.

Sin embargo, las dos últimas velocidades son pequeñas en relación con la velocidad del Grupo Local en relación con el fondo cósmico de microondas, la aproximación más cercana al «marco correcto» que la cosmología puede ofrecerle: el Grupo Local se mueve a 600 km / s en relación con el fondo cósmico de microondas. Eso es 0.2% de la velocidad de la luz.

En cualquier caso, es importante apreciar que todas las velocidades son relativas, todos los observadores que se mueven a velocidades constantes entre sí pueden usar las mismas leyes de la física (el principio de relatividad) y las microondas cósmicas. Los antecedentes son tan débiles que no rompen la democracia entre varios marcos de referencia de manera significativa.

Sistema solar se mueve a $ 368 \ pm 2 $ km / seg en relación con el fondo de microondas en la dirección hacia la constela Leo.

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• Esta es la forma en que iba con la pregunta, pero es importante tener en cuenta que el CMB no no definir un marco de referencia especial. Simplemente identificable.
• CMB es algo especial porque no permite que los cuerpos y las partículas se muevan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz: a altas velocidades, la radiación reliquia ejerce suficiente presión, lo que ralentiza el cuerpo. Por lo tanto, nunca encontrará un planeta o una estrella que se mueva a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Esto hace que el principio de Aristóteles ‘ (que afirma que cualquier cuerpo en movimiento se detendrá tarde o temprano) es verdadero, aunque lo derivó de sus experiencias con la Tierra ‘ s ambiente.
• @Anixx, gran punto. Nunca lo pensé de esa manera.

Primero debes pensar en lo que quieres decir con espacio .El concepto de qué tan rápido te mueves a través del universo suena como si estuvieras asumiendo un espacio absoluto como lo imaginó Newton en lugar de un espacio relacional como lo promovió Leibniz. Entonces, tal como está redactado, parece que necesita un espacio-tiempo de fondo absoluto, que no es el caso de la relatividad especial. El espacio descrito por marcos de referencia inerciales en áreas de pequeña curvatura se usa generalmente como «espacio de fondo» y, como dice Ted, describe un espacio isotrópico y homogéneo. El movimiento solo es relativo a otros marcos inerciales, y si elige un marco de descanso, debe definir uno usted mismo.

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• @ dmckee- sí, esa nota sobre el CMB que no define un marco especial fue lo que quise decir con mi última oración, pero es una buena elección. Creo que la discusión entre los teóricos de cuerdas y los partidarios del espacio discreto de lqg se remonta de alguna manera a Newton y Leibniz con el espacio de fondo continuo de Newton ‘ s y Leibniz ‘ espacio discreto relacional.

La Tierra gira, la Tierra orbita el Sol, el Sol orbita la galaxia, la galaxia se mueve y el universo se expande. ¿Qué tan rápido se mueve la Tierra a través del universo? La velocidad debe medirse en relación con algo, entonces, ¿dónde está el punto de relación en el universo? Si hay algo como el centro del universo mucho más allá de nuestro universo observable, esto podría usarse como un punto de medida. No sabemos si el centro del universo existe, pero si existe, todo el universo podría girar alrededor de su centro y la aceleración centrípeta podría hacer que se expandiera, y podríamos haber acelerado la expansión del universo sin este misterioso energía oscura , que es la explicación más popular en la actualidad. Si hay algo como un campo de Higgs que masa de energía, esto también podría estar relacionado con el centro del universo. Y si existe algo así como un Dios universal, probablemente tenga un nido en el medio.

Pero incluso si existe tal cosa como centro del universo, sería igualmente válido decir que la Tierra está perfectamente quieta mientras el centro del universo se mueve. Entonces todos estamos parados en el centro de nuestro propio universo observable.

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• Creo que se ha descartado un universo rotatorio.