Quanto velocemente si muove la Terra attraverso luniverso?

La velocità in effetti deve essere misurata rispetto a qualcosa. Possiamo misurare la nostra velocità radiale rispetto a qualsiasi altro oggetto astronomico a cui teniamo, misurando gli spostamenti Doppler. Ma se vuoi conoscere la nostra velocità “relativa allUniverso nel suo insieme” piuttosto che relativa a qualsiasi oggetto, dobbiamo stare un po attenti a definire i nostri termini.

Perché lUniverso sembra essere approssimativamente omogeneo e isotropo, ha senso definire una “cornice di riposo” in un dato punto. (Le strutture di riposo in punti diversi si muovono luna rispetto allaltra – questo è ciò che significa dire che lUniverso si sta espandendo.) Questa “cornice di riposo” è essenzialmente la cornice in cui le cose che circondano quel punto sembrano essere in movimento isotropico (lo stesso in tutte le direzioni). In pratica, il modo migliore per definire quel frame di riposo è trovare il frame in cui lo sfondo cosmico a microonde appare lo stesso in tutte le direzioni (non ha momento di dipolo, per la precisione). a questo frame, il gruppo locale di galassie si sta muovendo a circa 600 km / s ( Wikipedia fornisce numeri precisi e probabilmente citazioni che “sono troppo pigro per cercare ).

Le persone a volte si preoccupano se lesistenza di una “cornice di riposo” preferita di questo tipo sia in conflitto con il principio di relatività. La risposta è che non lo è. Ci sono un paio di modi per capire perché. Uno è notare che il principio di relatività dice che le leggi della fisica non hanno strutture preferite, ma soluzioni particolari alle leggi possono avere frame preferiti. Un altro modo di definirlo, che preferisco, è che il “frame di riposo” che usiamo in cosmologia è semplicemente il frame del centro della quantità di moto di un gruppo di particelle ( vale a dire i fotoni CMB nelle nostre vicinanze). In altri contesti, non siamo sorpresi o preoccupati dal fatto che un gruppo di particelle abbia un frame di riposo, quindi perché dovremmo preoccuparcene qui?

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• per quanto riguarda il tuo link a Wikipedia , sono riportate due velocità distinte, ovvero 371 km / se 627 km / s, uno della Terra e uno per la Galassia (?), o è solo un errore di battitura nellarticolo? (Capisco che la Terra si sposti rispetto alla Galassia, voglio solo esserne sicuro)

La Terra si muove di 30 km / s intorno al Sole e relativamente al Sole. Il Sole orbita attorno al centro della nostra galassia, la Via Lattea, alla velocità di circa 200-250 km / s. La nostra galassia si sta muovendo relativamente al gruppo locale dove orbita e il gruppo locale cade verso lammasso di galassie della Vergine.

Tuttavia, le ultime due velocità sono piccole relativamente alla velocità del gruppo locale rispetto alla fondo cosmico a microonde, lapprossimazione più vicina del “frame giusto” che la cosmologia può offrirti: il Gruppo Locale si sta muovendo di 600 km / s relativamente al fondo cosmico a microonde. Questo è lo 0,2% della velocità della luce.

In ogni caso, è importante capire che tutte le velocità sono relative, tutti gli osservatori che si muovono a velocità costanti luno rispetto allaltro possono usare le stesse leggi della fisica (il principio di relatività) e le microonde cosmiche lo sfondo è così debole che non interrompe la democrazia tra i vari sistemi di riferimento in modo significativo.

Sistema solare si muove a $ 368 \ pm 2 $ km / sec rispetto al fondo a microonde nella direzione verso la costella Leone.

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• Questo è il modo in cui stavo andando con la domanda, ma è importante notare che CMB lo fa non definire un quadro di riferimento speciale. Semplicemente identificabile.
• CMB è alquanto speciale in quanto impedisce a corpi e particelle di muoversi a velocità prossime a quella della luce: ad alte velocità la radiazione reliquia esercita una pressione sufficiente, rallentando così il corpo. Quindi non incontrerai mai un pianeta o una stella che si muovono a velocità vicine alla velocità della luce. Questo rende vero il ‘ principio di Aristotele (che afferma che qualsiasi corpo in movimento si fermerà prima o poi) vero, sebbene lo abbia derivato dalle sue esperienze con la Terra ‘ s atmosfera.
• @Anixx, ottimo punto. Non lho mai pensato in questo modo.

Per prima cosa devi pensare a cosa intendi per spazio .Il concetto di quanto velocemente ti stai muovendo attraverso luniverso suona come se stessi assumendo uno spazio assoluto come immaginato da Newton piuttosto che uno spazio relazionale come promosso da Leibniz. Quindi, come detto, sembra che tu abbia bisogno di uno spaziotempo di fondo assoluto, che non è il caso della relatività speciale. Lo spazio descritto da sistemi di riferimento inerziali in aree di piccola curvatura viene solitamente utilizzato come “spazio di fondo” e, come dice Ted, descrive uno spazio isotropo e omogeneo. Il movimento è relativo solo ad altri fotogrammi inerziali e, se scegli un fotogramma di riposo, devi definirne uno tu stesso.

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• @ dmckee- sì, quella nota sul CMB che non definisce un frame speciale era ciò che intendevo con la mia ultima frase, ma è un buon modo per scegliere. Penso che le discussioni in corso tra i teorici delle stringhe e i sostenitori dello spazio discreto di lqg risalgano in qualche modo a Newton e Leibniz con lo spazio di sfondo continuo di Newton ‘ e Leibniz ‘ spazio discreto relazionale.

La Terra gira, la Terra orbita intorno al Sole, il Sole orbita intorno alla galassia, la galassia si muove e luniverso si espande. Quanto velocemente si muove la Terra attraverso luniverso? La velocità deve essere misurata in relazione a qualcosa, quindi dovè il punto di relazione nelluniverso? Se cè qualcosa come il centro delluniverso molto oltre il nostro universo osservabile, questo potrebbe essere usato come punto di misura. Non sappiamo se il centro delluniverso esiste, ma se lo fosse, lintero universo potrebbe ruotare attorno al suo centro e laccelerazione centripeta potrebbe farlo espandere, e avremmo potuto accelerare lespansione delluniverso senza questo misterioso energia oscura che è la spiegazione più popolare oggi. Se cè qualcosa come un campo di Higgs che fa massa senza energia, questo potrebbe anche essere correlato al centro delluniverso. E se esiste qualcosa come un Dio universale, probabilmente ha un nido nel mezzo.

Ma anche se esiste una cosa del genere come centro delluniverso, sarebbe altrettanto valido affermare che la Terra è perfettamente immobile mentre il centro delluniverso è in movimento. Quindi siamo tutti fermi al centro del nostro universo osservabile.

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• Penso che un universo in rotazione sia stato escluso.