Hur snabbt rör sig jorden genom universum?

Hastighet måste verkligen mätas relativt något. Vi kan mäta vår radiella hastighet i förhållande till alla andra astronomiska föremål vi bryr oss om, genom att mäta dopplerskift. Men om du vill veta vår hastighet ”i förhållande till universum som helhet” snarare än relativt något objekt, måste vi vara lite försiktiga med att definiera våra termer.

Eftersom universum verkar vara ungefär homogent och isotropiskt, är det vettigt att definiera en ”vilram” vid varje given punkt. (Rastramarna vid olika punkter rör sig i förhållande till varandra – det är vad det innebär att säga att universum expanderar.) Denna ”vilaram” är i huvudsak ramen i vilken saker som omger den punkten verkar vara rör sig isotropiskt (samma i alla riktningar). I praktiken är det bästa sättet att definiera den vilaramen att hitta ramen i vilken den kosmiska mikrovågsbakgrunden ser likadan ut i alla riktningar (har inget dipolmoment, för att vara exakt). till denna ram rör sig den lokala gruppen av galaxer med cirka 600 km / s ( Wikipedia ger exakta siffror och antagligen citat som jag är för lat för att slå upp ).

Människor oroar sig ibland om huruvida förekomsten av en sådan ”vilaram” är i strid med relativitetsprincipen. Svaret är att det inte är det. Det finns ett par sätt att se varför. Man bör notera att relativitetsprincipen säger att fysikens lagar inte har några föredragna ramar, utan särskilda lösningar på lagarna kan ha föredragna ramar. Ett annat sätt att uttrycka det, som jag föredrar, är att ”vilaramen” som vi använder i kosmologin helt enkelt är centrum för momentum för en massa partiklar ( nämligen CMB-fotonerna i vårt grannskap). I andra sammanhang är vi inte förvånade eller oroliga över det faktum att en massa partiklar har en vilram, så varför ska vi oroa oss för det här?

Kommentarer

• angående din länk till Wikipedia rapporteras två distinkta hastigheter, nämligen 371 km / s och 627 km / s, en av jorden och en för galaxen (?), eller är det bara ett stavfel i artikeln? (Jag förstår att jorden rör respekt för galaxen, jag vill bara vara säker)

Jorden rör sig med 30 km / s runt solen och relativt solen. Solen kretsar kring vår galax, Vintergatan, med en hastighet på cirka 200-250 km / s. Vår galax rör sig relativt till den lokala gruppen där den kretsar och den lokala gruppen faller mot jungfruklustret.

De två senare hastigheterna är dock små relativt den lokala gruppens hastighet relativt den kosmisk mikrovågsbakgrund, den närmaste uppskattningen av ”rätt ram” som kosmologi kan erbjuda dig: den lokala gruppen rör sig med 600 km / s relativt den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Det är 0,2% av ljusets hastighet. p I alla fall är det viktigt att inse att alla hastigheter är relativa, alla observatörer som rör sig med konstanta hastigheter relativt varandra kan använda samma fysiklagar (relativitetsprincipen) och den kosmiska mikrovågsugnen bakgrunden är så svag att den inte bryter demokratin mellan olika referensramar på ett betydande sätt.

Solsystem rör sig med $ 368 \ pm 2 $ km / sek relativt mikrovågsbakgrunden i riktning mot constella tion Leo.

Kommentarer

• Så här gick jag med frågan, men det är viktigt att notera att CMB gör inte definiera någon speciell referensram. Helt enkelt en identifierbar.
• CMB är något speciellt genom att det tillåter kroppar och partiklar att röra sig i hastigheter nära ljusets hastighet: vid höga hastigheter ger relikstrålningen tillräckligt tryck för att sakta ner kroppen. Så du kommer aldrig att stöta på en planet eller en stjärna som rör sig i hastigheter nära ljusets hastighet. Detta gör Aristoteles ’ s princip (som hävdar att alla rörliga kroppar kommer att sluta förr eller senare) sant, även om han härledde den från sina erfarenheter med jorden ’ atmosfär.
• @Anixx, bra poäng. Jag tänkte aldrig på det på det sättet.

Först måste du tänka på vad du menar med rymden .Konceptet med hur snabbt du rör dig genom universum låter som om du antar ett absolut utrymme som förutsågs av Newton snarare än ett relationellt utrymme som främjats av Leibniz. Så som formulerat verkar det som om du behöver en absolut bakgrundsrymdstid, vilket inte är fallet med speciell relativitet. Utrymmet som beskrivs av tröghetsreferensramar i områden med liten krökning används vanligtvis som ”bakgrundsutrymme” och, som Ted säger, beskrivs ett isotropiskt och homogent utrymme. Rörelse är endast relativt andra tröghetsramar, och om du väljer en viloram måste du själv definiera en.

Kommentarer

• @ dmckee- ja, den anmärkningen om att CMB inte definierade en speciell ram var vad jag menade med min sista mening, men det är bra att välja. Jag tror att striden mellan strängteoretiker och lqg diskreta rymdupphängare på vissa sätt går tillbaka till Newton och Leibniz med Newtons ’ s kontinuerliga bakgrundsutrymme och Leibniz ’ relationsdiskret utrymme.

Jorden snurrar, jorden kretsar kring solen, solen kretsar kring galaxen, galaxen rör sig och universum expanderar. Hur snabbt rör sig jorden genom universum? Hastighet måste mätas i förhållande till något, så var är relationspunkten i universum? Om det finns något som universumets centrum långt bortom vårt observerbara universum, kan detta användas som en måttpunkt. Vi vet inte om universumets centrum existerar, men om det gör det skulle hela universum kunna snurra runt dess centrum och centripetalacceleration kunde få det att expandera, och vi kunde ha påskyndat expansionen av universum utan denna mystiska mörk energi vilket är den mest populära förklaringen idag. Om det finns något som Higgs-fält som gör massa av energi kan detta också vara relaterat till universums centrum. Och om något som en universell Gud existerar har han förmodligen ett bo i mitten.

Men även om det finns en sådan sak som universums centrum, skulle det vara lika giltigt att säga att jorden står helt still medan universums centrum rör sig. Sedan står vi alla stilla i mitten av vårt eget observerbara universum.

Kommentarer

• Jag tror att ett roterande universum har uteslutits.