Unser Planet dreht sich in etwa 24 Stunden um seine eigene Achse. Aber in Bezug auf was? Gibt es ein Inertialsystem, das wir an der Erdposition anbringen können, bezüglich dessen wir die Winkelgeschwindigkeit eindeutig messen können? Und ich denke, wir können das beantworten, indem wir auf die Sonne schauen und für einen Moment die Rotation der Erde um die Sonne vernachlässigen. Jedes Mal, wenn wir die Sonne aufgehen sehen, schließen wir daraus, dass die Erde eine vollständige Umdrehung um ihre Achse abgeschlossen hat.
Nehmen wir nun an, wir stellen diese Frage über die Revolution der Sonne. Gibt es ein Inertialsystem, in Bezug auf das wir den Gesamtdrehimpuls der Sonne messen können? Und weiter zu größeren Längenskalen, was ist mit dem Zentrum der Milchstraße, um das sich die Sonne dreht? Bleibt diese Struktur bestehen und für wie viele Ebenen?
Und wenn wir schließlich die Frage nach dem Drehimpuls des gesamten Universums stellen (wobei wir versuchen, Gravitation und Raumzeitkrümmung für einen Moment wegzulassen, nur die übliche flache Raumzeit), müssen wir daraus nicht schließen, dass der Gesamtdrehimpuls des Universums ist Null, weil sich der Weltraum mit dem Universum dreht? Ich meine, es gibt keine größere Struktur als das Universum, um uns einen Griff zu geben, also wovon würde ein solcher Rahmen abhängen?
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Die lineare Geschwindigkeit eines Bezugssystems ist eine relative Größe. Es wird immer relativ zu einem anderen Bezugssystem gemessen. Im Gegensatz dazu ist die Winkelgeschwindigkeit eines Bezugssystems eine absolute Größe, die eindeutig gemessen werden kann.
Der Grund dafür ist, dass nur nicht rotierende Referenzrahmen inertial sind (sie erfüllen das erste Newtonsche Gesetz und es fehlen fiktive Kräfte). In einem rotierenden Bezugssystem können wir fiktive Kräfte messen ( Zentrifugalkraft und Coriolis ) und daraus schließen, dass das System nicht träge ist. Die Stärke der fiktiven Kräfte ist direkt proportional zur absoluten Winkelgeschwindigkeit des Rahmens.
Eine konkrete Umsetzung dieser Messung ist das Foucaultsche Pendel , das die Rotation des Bezugsrahmens der Erde misst. Wenn sich die Erde in einem ansonsten leeren Universum (ohne Sonne, Sterne oder andere Objekte) mit einer Periode von 24 Stunden drehen würde, würden wir immer noch das Foucaultsche Pendel verwenden, um diese Rotation zu erkennen.
Aber in Bezug auf was? Gibt es ein Inertialsystem, das wir an der Erdposition anbringen können, an dem wir die Winkelgeschwindigkeit eindeutig messen können? Nein, da ist kein. Alles ist relativ. Aber anstatt der aufgehenden Sonne, wenn Sie einen entfernten Stern verwenden, wird Ihre Genauigkeit stark erhöht.
müssen wir nicht schlussfolgern, dass der Gesamtdrehimpuls des Universums einfach Null ist, weil sich der Raum mit dem Universum dreht? Ich meine, es gibt keine größere Struktur als diese. Überhaupt nicht, Sie könnten genauso gut schlussfolgern, dass es unendlich ist, oder 42. Wenn Sie keinen Bezugsrahmen haben, um etwas zu messen, das einen Bezugsrahmen erfordert, können Sie es nicht messen. Wenn Sie es nicht messen können, können Sie immer noch nicht schlussfolgern, dass es Null ist. Und Sie müssten in diesem Fall Ihr „Universum“ definieren, denn als Verfechter des Multiversums würde ich sicherlich argumentieren, dass das klassische „Universum“ keineswegs die größte Struktur oder das größte Konstrukt ist.
Betrachten wir jedoch als Gedankenexperiment ein Universum mit nur zwei Planeten gleicher Masse, die sich um ihren Massenmittelpunkt drehen. Wo ist das Inertialsystem? Sie fragen: "Wenn wir etwas herausnehmen, das wir als Referenz verwenden können, was können wir als Referenz verwenden?". Es ist keine wohlgeformte Frage. Ich vermute, dass Wesen in diesem System es sehr schwer finden würden, daraus abzuleiten, dass sie PlanetB umkreisen, und ja, ihr Eindruck von Schwerkraft wäre in der Tat sehr seltsam. Obwohl ich vermute, dass sie irgendwann dort ankommen würden, besonders als sie anfingen, die Trajektorien ihrer eigenen Satelliten zu berechnen.
Eine interessante Frage. Ich glaube nicht, dass dies eine "Antwort" von der Qualität ist, die ich normalerweise auf dieser Seite sehe, aber Sie haben nach Gedanken oder Eindrücken gefragt ....
Gute Frage. :-)
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Georgios Papamichael
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