Kuinka nopeasti maa liikkuu maailmankaikkeuden läpi?

Nopeutta on todellakin mitattava suhteessa johonkin. Voimme mitata radiaalinopeutemme suhteessa mihin tahansa muuhun tähtitieteelliseen esineeseen, josta välitämme, mittaamalla Dopplerin siirtymät. Mutta jos haluat tietää nopeutemme ”suhteessa maailmankaikkeuteen kokonaisuutena” eikä suhteessa mihinkään kohteeseen, meidän on oltava hieman varovaisia määritelläksemme termimme.

Koska maailmankaikkeus näyttää olevan suunnilleen homogeeninen ja isotrooppinen, on järkevää määritellä ”lepokehys” missä tahansa kohdassa. (Loput kehykset eri pisteissä liikkuvat toistensa suhteen – sitä tarkoittaa sanoa, että maailmankaikkeus laajenee.) Tämä ”lepokehys” on pohjimmiltaan kehys, jossa kyseistä pistettä ympäröivät asiat näyttävät olevan liikkuu isotrooppisesti (sama kaikkiin suuntiin). Käytännössä paras tapa määritellä lepokehys on löytää kehys, jossa kosminen mikroaaltotausta näyttää samalta kaikissa suunnissa (ei tarkalleen ole dipolimomenttia). tähän kehykseen paikallinen galaksiryhmä liikkuu noin 600 km / s nopeudella ( Wikipedia antaa tarkat numerot ja todennäköisesti sitaatit, joita olen liian laiska etsimään ).

Ihmiset ovat joskus huolissaan siitä, onko tällaisen ensisijaisen ”lepokehyksen” olemassaolo ristiriidassa suhteellisuusperiaatteen kanssa. Vastaus on, että se ei ole ”t”. On olemassa pari tapaa nähdä miksi. Yksi on huomata, että suhteellisuusperiaate sanoo, että fysiikan laeilla ei ole ensisijaisia kehyksiä, mutta tietyillä lakien ratkaisuilla voi olla suosittuja kehyksiä. Toinen tapa laittaa se, jota pidän parempana, on se, että kosmologiassa käyttämämme ”lepokehys” on yksinkertaisesti joukon hiukkasten keskustan kehys ( nimittäin CMB-fotonit naapurustossamme). Muissa tilanteissa emme ole yllättyneitä tai huolissamme siitä, että joukolla hiukkasia on lepokehys, joten miksi meidän pitäisi huolehtia siitä täällä?

Kommentit

• linkistäsi Wikipediaan ilmoitetaan kaksi erillistä nopeutta, nimittäin 371 km / s ja 627 km / s, yksi maapallosta ja yksi galaksille (?), vai onko se vain kirjoitusvirhe artikkelissa? (Ymmärrän, että maa liikkuu kunnioittavasti galaksia, haluan vain olla varma)

Maa liikkuu 30 km / s auringon ympäri ja suhteessa aurinkoon. Aurinko kiertää galaksimme keskusta, Linnunradaa, nopeudella noin 200-250 km / s. Galaksimme siirtyy suhteellisesti paikalliseen ryhmään, jossa se kiertää ja paikallinen ryhmä putoaa kohti Neitsyt galaksiryhmää.

Kaksi jälkimmäistä nopeutta ovat kuitenkin pieniä suhteessa paikallisen ryhmän nopeuteen suhteessa kosminen mikroaaltotausta, lähinnä ”oikeaa kehystä”, jonka kosmologia voi tarjota sinulle: Paikallinen ryhmä liikkuu 600 km / s verrattuna kosmiseen mikroaaltotaustaan. Se on 0,2% valon nopeudesta.

Joka tapauksessa on tärkeää ymmärtää, että kaikki nopeudet ovat suhteellisia, kaikki tarkkailijat, jotka liikkuvat vakionopeuksilla toisiinsa nähden, voivat käyttää samoja fysiikan lakeja (suhteellisuusperiaate) ja kosmista mikroaaltouunia tausta on niin heikko, että se ”ei hajota demokratiaa erilaisten viitekehysten välillä merkittävällä tavalla.

Aurinkokunta liikkuu nopeudella 368 \ pm 2 $ km / s suhteessa mikroaaltouunin taakse tähdistöä kohti leo.

Kommentit

• Tällä tavoin jatkoin kysymystä, mutta on tärkeää huomata, että CMB tekee ei määritä erityistä viitekehystä. Yksinkertaisesti tunnistettavissa oleva.
• CMB on jonkin verran erityinen siinä mielessä, että se estää kappaleita ja hiukkasia liikkumasta lähellä valon nopeutta: suurilla nopeuksilla reliikkisäteily aiheuttaa riittävän paineen ja siten hidastaa kehoa. Joten et koskaan tule kohtaamaan planeettaa tai tähteä, joka liikkuu lähellä valon nopeutta. Tämä tekee Aristoteleen ’ periaatteen (joka väittää, että kaikki liikkuvat kehot pysähtyvät ennemmin tai myöhemmin) totta, vaikka hän johti sen kokemuksistaan maapallon kanssa ’ n ilmapiiri.
• @Anixx, hieno asia. En ole koskaan ajatellut sitä tuolla tavalla.

Ensin täytyy miettiä mitä tarkoitat välilyönnillä. .Käsite siitä, kuinka nopeasti liikut maailmankaikkeuden läpi, kuulostaa olettamastasi Newtonin ehdottaman absoluuttisen avaruuden sijasta suhteellisen tilan, jota Leibniz mainostaa. Joten, kuten sanotaan, näyttää siltä, että tarvitset absoluuttisen tausta-aika-ajan, mikä ei ole erityisen suhteellisuusteorian tapauksessa. Inertiaalisten vertailukehysten kuvaamaa tilaa pienen kaarevuuden alueilla käytetään yleensä ”taustatilana”, ja kuten Ted sanoo, kuvailee isotrooppista ja homogeenista tilaa. Liike on vain suhteessa muihin inertiakehyksiin, ja jos valitset lepokehyksen, sinun on määriteltävä yksi itse.

Kommentit

• @ dmckee- kyllä, se huomautus siitä, että CMB ei määrittele erityistä kehystä, tarkoitti viimeisellä lauseellani, mutta se on hyvä mennä valitsemaan. Mielestäni merkkijonoteoreetikoiden ja lqg: n erillisten avaruuden kannattajien välinen kiista palaa joillakin tavoin Newtoniin ja Leibniziin Newtonin ’ jatkuvan taustan ja Leibniz suhteellinen diskreetti tila.

Maa pyörii, maa kiertää aurinkoa, aurinkoa kiertää galaksia, galaksi liikkuu ja maailmankaikkeus laajenee. Kuinka nopeasti maa liikkuu maailmankaikkeuden läpi? Nopeus on mitattava suhteessa johonkin, joten missä on universumin suhteellinen kohta? Jos on jotain maailmankaikkeuden keskusta, joka on kaukana havaittavissa olevasta maailmankaikkeudestamme, sitä voidaan käyttää mittapisteenä. Emme tiedä, onko maailmankaikkeuden keskusta olemassa, mutta jos se tapahtuu, koko maailmankaikkeus voisi pyöriä sen keskipisteen ympäri ja keskipistekiihtyvyys saattaisi aiheuttaa sen laajenemisen, ja olisimme voineet kiihdyttää maailmankaikkeuden laajenemista ilman tätä salaperäistä pimeä energia , joka on tämän päivän suosituin selitys. Jos Higgs-kenttä tekee jotain massa energiasta, tämä voi liittyä myös maailmankaikkeuden keskipisteeseen. Ja jos jotain universaalin Jumalan kaltaista on olemassa, hänellä on todennäköisesti pesä keskellä.

Mutta vaikka sellaista onkin olemassa maailmankaikkeuden keskuksena olisi yhtä pätevää sanoa, että maapallo seisoo täydellisesti paikallaan samalla kun maailmankaikkeuden keskusta liikkuu. Sitten me kaikki seisomme paikallaan oman havaittavan universumimme keskellä.

Kommentit

• Mielestäni pyörivä universumi on suljettu pois.