Jak szybko Ziemia porusza się we wszechświecie?

Prędkość rzeczywiście musi być mierzona względem czegoś. Możemy zmierzyć naszą prędkość radialną w stosunku do dowolnego innego obiektu astronomicznego, na którym nam zależy, mierząc przesunięcia Dopplera. Ale jeśli chcesz poznać naszą prędkość „w stosunku do Wszechświata jako całości”, a nie w odniesieniu do jakiegokolwiek obiektu, musimy być trochę ostrożni, definiując nasze terminy.

Ponieważ Wszechświat wydaje się być w przybliżeniu jednorodny i izotropowy, sensowne jest zdefiniowanie „ramki spoczynkowej” w dowolnym punkcie. (Pozostałe klatki w różnych punktach poruszają się względem siebie – to właśnie oznacza, że Wszechświat się rozszerza). Ta „ramka spoczynku” jest zasadniczo klatką, w której rzeczy otaczające ten punkt wydają się być poruszające się izotropowo (takie same we wszystkich kierunkach). W praktyce najlepszym sposobem zdefiniowania tej klatki spoczynkowej jest znalezienie klatki, w której kosmiczne mikrofalowe tło wydaje się takie samo we wszystkich kierunkach (a dokładniej nie ma momentu dipolowego). w tej ramce lokalna grupa galaktyk porusza się z prędkością około 600 km / s ( Wikipedia podaje dokładne liczby i prawdopodobnie cytaty, na które jestem zbyt leniwy, by spojrzeć ).

Ludzie czasami martwią się, czy istnienie preferowanej „ramy odpoczynku” tego rodzaju jest sprzeczne z zasadą względności. Odpowiedź brzmi, że tak nie jest. Jest kilka sposobów, aby zobaczyć, dlaczego. Jedna z nich polega na tym, że zgodnie z zasadą względności prawa fizyki nie mają preferowanych ram, ale poszczególne rozwiązania praw mogą mieć preferowane ramy. Innym sposobem ujęcia tego, który wolę, jest to, że „ramka spoczynkowa”, której używamy w kosmologii, jest po prostu ramą środka pędu grupy cząstek ( a mianowicie fotony KMPT w naszym sąsiedztwie). W innych kontekstach nie jesteśmy zaskoczeni ani zaniepokojeni faktem, że kilka cząstek ma ramkę spoczynkową, więc dlaczego mielibyśmy się tym martwić?

Komentarze

• w odniesieniu do twojego linku do Wikipedii , odnotowano dwie różne prędkości, mianowicie 371 km / si 627 km / s, jedna z Ziemi i jedna dla Galaktyki (?), czy to tylko literówka w artykule? (Rozumiem, że Ziemia porusza się w stosunku do Galaktyki, chcę się tylko upewnić)

Ziemia porusza się z prędkością 30 km / s dookoła Słońca i względem Słońca. Słońce krąży wokół centrum naszej Galaktyki, Drogi Mlecznej, z prędkością około 200-250 km / s. Nasza Galaktyka porusza się względnie do Grupy Lokalnej, gdzie orbituje, a Grupa Lokalna opada w kierunku Gromady Galaktyk w Pannie.

Jednak ostatnie dwie prędkości są małe w stosunku do prędkości Grupy Lokalnej w stosunku do kosmiczne mikrofalowe tło, najbliższe przybliżenie „właściwej klatki”, jakie kosmologia może zaoferować: Grupa Lokalna porusza się o 600 km / s względem kosmicznego mikrofalowego tła. To 0,2% prędkości światła.

W każdym razie ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że wszystkie prędkości są względne, wszyscy obserwatorzy, którzy poruszają się ze stałymi prędkościami względem siebie, mogą używać tych samych praw fizyki (zasady względności) i mikrofalowej mikrofalówki tło jest tak słabe, że nie łamie demokracji między różnymi układami odniesienia w znaczący sposób.

Układ Słoneczny porusza się z prędkością 368 $ \ pm 2 $ km / s względem mikrofalowego tła w kierunku konstelli tion Leo.

Komentarze

• Tak właśnie szedłem z tym pytaniem, ale ważne jest, aby pamiętać, że CMB robi nie definiować jakiejś specjalnej ramy odniesienia. Po prostu rozpoznawalny.
• KMPT jest nieco wyjątkowy, ponieważ uniemożliwia ciałom i cząstkom poruszanie się z prędkością bliską prędkości światła: przy dużych prędkościach promieniowanie reliktowe wytwarza wystarczające ciśnienie, spowalniając ciało. Dlatego nigdy nie spotkasz planety ani gwiazdy poruszającej się z prędkością bliską prędkości światła. To sprawia, że zasada Arystotelesa ' (która głosi, że każde poruszające się ciało zatrzyma się wcześniej czy później) jest prawdziwa, chociaż wyprowadził ją ze swoich doświadczeń z Ziemią ' s atmosferę.
• @Anixx, świetna uwaga. Nigdy nie myślałem o tym w ten sposób.

Najpierw musisz pomyśleć, co masz na myśli mówiąc o przestrzeni .Koncepcja tego, jak szybko poruszasz się we wszechświecie, brzmi tak, jakbyś zakładał absolutną przestrzeń, jaką wyobrażał sobie Newton, a nie przestrzeń relacyjną, jak promował Leibniz. Tak więc, jak zostało sformułowane, wydaje się, że potrzebujesz absolutnej czasoprzestrzeni tła, co nie ma miejsca w przypadku szczególnej teorii względności. Przestrzeń opisana przez inercyjne układy odniesienia w obszarach o małej krzywizny jest zwykle używana jako „przestrzeń tła” i, jak mówi Ted, opisuje izotropową i jednorodną przestrzeń. Ruch jest tylko względem innych ramek inercyjnych, a jeśli wybierzesz klatkę resztkową, musisz zdefiniować ją samodzielnie.

Komentarze

• @ dmckee- tak, w moim ostatnim zdaniu miałem na myśli tę uwagę, że CMB nie definiuje specjalnej ramy, ale jest to dobry wybór. Myślę, że spory między teoretykami strun i zwolennikami przestrzeni dyskretnej lqg w pewnym sensie sięgają do Newtona i Leibniza z ciągłą przestrzenią tła Newtona ' i Leibniza ' relacyjna przestrzeń dyskretna.

Ziemia obraca się, Ziemia krąży wokół Słońca, Słońca okrąża galaktykę, galaktyka się porusza, a wszechświat się rozszerza. Jak szybko Ziemia porusza się we wszechświecie? Szybkość należy mierzyć w odniesieniu do czegoś, więc gdzie jest punkt relacji we wszechświecie? Jeśli coś w rodzaju centrum wszechświata znajduje się daleko poza naszym obserwowalnym wszechświatem, można to wykorzystać jako punkt pomiaru. Nie wiemy, czy istnieje centrum wszechświata, ale gdyby tak było, cały wszechświat mógłby obracać się wokół jego środka, a przyspieszenie dośrodkowe mogłoby spowodować jego rozszerzenie. Moglibyśmy przyspieszyć ekspansję wszechświata bez tego tajemniczego ciemna energia , co jest obecnie najpopularniejszym wyjaśnieniem. Jeśli istnieje coś takiego jak pole Higgsa , masy z energii, może to być również związane ze środkiem wszechświata. A jeśli istnieje coś takiego jak uniwersalny Bóg, prawdopodobnie ma on gniazdo pośrodku.

Ale nawet jeśli istnieje coś takiego jako środek wszechświata równie ważne byłoby stwierdzenie, że Ziemia stoi idealnie nieruchomo, podczas gdy środek wszechświata się porusza. Wtedy wszyscy stoimy nieruchomo w centrum naszego własnego obserwowalnego wszechświata.

Komentarze

• Myślę, że obracający się wszechświat został wykluczony.