Hypothetischer Effekt des Sonnensystems/Orion-Sporns, der sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fortbewegt

Ich hatte gehofft, dass ein Genie erklären könnte, was wir im Universum um uns herum in dem folgenden hypothetischen Szenario beobachten würden, in dem sich die Erde selbst mit oder nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Ich bin zuversichtlich, dass mir jemand sagen kann, dass meine hypothetische Situation nicht existieren kann, aber sie sind hier nicht wirklich der Punkt, obwohl es mir nichts ausmacht, mich als dumm zu erweisen.

Szenario: Angenommen, unser Sonnensystem bewegt sich zusammen mit dem Orion-Sporn, in dem es sich befindet, nahezu mit Lichtgeschwindigkeit, während es sich darauf vorbereitet, mit dem benachbarten Perseus-Arm unserer Galaxie (etwa 5.000 bis 10.000 Meilen entfernt) zu verschmelzen. Wie verändert das, wie wir den Perseus-Arm sehen? Was sehen wir bis zum Rest der Milchstraße? Wie verändert unsere Geschwindigkeit das, was wir in fernen Galaxien sehen? Oder mit anderen Worten, scheint sich die Milchstraße als Ganzes aufgrund unserer Geschwindigkeit schneller oder langsamer zu bewegen? Bewegen sich andere Galaxien schneller oder langsamer als ihre tatsächliche Bewegung?

Ich hoffe, das macht Sinn und ich hoffe, dass jemand außer mir es faszinierend findet, den Einfluss der Lichtgeschwindigkeit auf unsere Wahrnehmung zu betrachten.

EDIT1: Ich denke, eine Komponente dieser Frage betrifft Rotverschiebungen und Blauverschiebungen sowie die Auswirkungen auf unsere Beobachtung der Sternentwicklung und der galaktischen Entwicklung. Würden sich ferne Galaxien zum Beispiel scheinbar schneller oder langsamer entwickeln als sie tatsächlich sind, und ob wir glauben würden, dass sie sich auf uns zu oder von uns weg bewegen, nur aufgrund unserer eigenen nahen c-Bewegung?

EDIT2: Ich habe meine Szenarien auf nur eines reduziert, da mir alle Antwortenden ständig sagen, dass dies besser ist. Hoffe, dass die Änderung den Dialog unterstützt. Ich entschuldige mich als Neuling in diesem Forum.

In manchen Inertialsystemen bewegen wir uns willkürlich nahe der Lichtgeschwindigkeit. Wenn Sie nach Szenarien fragen möchten, in denen wir uns in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegen, müssen Sie angeben relativ zu was ?
@G.Smith: Natürlich hast du Recht, aber ich denke, es ist eine faire Wette, dass das OP effektiv "relativ zum CMB" bedeutet, auch wenn er nicht weiß, dass er das meint (und selbst wenn er es nicht tut wissen, was es bedeutet).
@ WillO Ah, ja. Das wäre eine gute Annahme für jeden, der versucht zu antworten.
Bitte vermeiden Sie es, mehrere unterschiedliche Fragen gleichzeitig zu stellen, da Ihre Frage sonst möglicherweise geschlossen wird, weil sie zu allgemein ist.
Ich weiß, dass es viele Fragen gibt, aber es ist wirklich ein Bild, das ich hoffe, mit meiner Frage zu malen. Ich bin vielleicht zu unwissend, um eine richtige "prägnante" Frage zu stellen. Ich habe die Raumschiffbeispiele gelesen, die viele anbieten, aber ich möchte dies in Bezug auf Sterne und die Galaxie verstehen, wo sich große Gruppen von Objekten relativ zu anderen zusammen bewegen. Ich hoffe, dass die Antworten ebenfalls Bilder malen und nicht unbedingt jedes einzelne Fragezeichen treffen, obwohl dies auch willkommen ist.

Antworten (2)

Kurz gesagt: Wenn sich der Rest des Universums relativ zu uns mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, wird alles im Universum langsamer ablaufen, jede Länge (oder Entfernung) in Bewegungsrichtung wird zusammengezogen (aber nicht senkrecht dazu, also eine Verformung), und elektromagnetische Wellen werden stark dopplerverschoben. Im Sonnensystem wird natürlich alles ganz normal sein, denn Geschwindigkeit ist kein Ding an sich, sondern hat nur eine relative Bedeutung.

Dies betrifft nur Szenario 1. Wenn sich unsere Galaxie wie die äußere Grenze mit einer Geschwindigkeit nahe c in einem Koordinatensystem drehen würde, das seinen Ursprung im galaktischen Zentrum hat und die Achsen sich nicht relativ zur durchschnittlichen Verteilung der Materie im Universum drehen, zuerst Sie Es braucht ziemlich viele Kräfte, um zu verhindern, dass es sich verlagert, und dann könnten einige Effekte in unserem Rahmen festgestellt werden, wenn diese Kräfte keine Gravitationswechselwirkung wären.

Wollen Sie damit sagen, je schneller wir reisen oder je näher wir uns der Lichtgeschwindigkeit annähern, desto langsamer scheint alles um uns herum zu reisen? Wenn Sie erwähnen, dass elektromagnetische Wellen doplerverschoben sind, ist dies ein Hinweis auf bestimmte Objekte, die rotverschoben oder blauverschoben aussehen?
„ Je näher wir der Lichtgeschwindigkeit kommen, desto langsamer scheint sich alles um uns herum fortzubewegen?* - Nein. Zum Beispiel, wenn wir uns mit 0,9 C relativ zum Universum (z. B. relativ zu CMB oder zu fernen Sternen), dann würden wir alles um uns herum reisen sehen 0,9 C . Alle anderen Bewegungen da draußen würden uns jedoch langsamer erscheinen. Zum Beispiel würden wir sehen, wie sich die Erde langsamer um die Sonne dreht. " Wenn Sie erwähnen, dass elektromagnetische Wellen doplerverschoben sind, ist dies ein Hinweis auf bestimmte Objekte, die rotverschoben oder blauverschoben aussehen? " - Richtig. Von vorne blauverschoben und hinten rotverschoben.
@safesphere Nein. Wenn sich das gesamte Sonnensystem relativ zum CMB mit relativistischer Geschwindigkeit bewegen würde, würden wir definitiv keine Veränderung im Sonnensystem feststellen. Das ist das eigentliche Prinzip der Relativität.
@Thomas Nein, Objekte hätten ihre Geschwindigkeit, man kann nicht sagen, je schneller sie gehen, desto langsamer werden sie, es würde nicht funktionieren. Je schneller sie gehen, desto langsamer verlangsamt sich jeder in ihnen ablaufende Prozess.
@Thomas noch etwas: Um die Relativitätstheorie besser zu verstehen, schlage ich vor, dass Sie aufhören sollten, das Verb "erscheinen" zu verwenden und mit "sein" beginnen. Die Dinge scheinen aus unserer Sicht in CMB und aus der Sicht von CMB nicht langsamer für uns zu sein. Sie sind es, soweit die "Realität" von einem Physiker adressiert werden kann. Für den metaphysischen Teil davon müssen Sie ihn leider in einem anderen Forum fragen. :) :) :)
@ Matt Richtig. Ich meinte, wenn wir in einem Raumschiff reisen. Ich habe vergessen, dass das OP möchte, dass das gesamte Sonnensystem bereist wird. Wir würden also sehen, wie sich Planeten in anderen Sternensystemen langsamer um ihre Wirtssterne drehen, offensichtlich nicht in dem, das wir bereisen.
@safesphere Also stimmen wir zu. :) Die ursprüngliche Frage ist in der Tat lang und hat mehrere Szenarien, was nicht sehr einfach zu handhaben ist.
@Matt Ja +1. Das zweite OP-Szenario einer Galaxie, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit dreht, ist unrealistisch (es sei denn, der Weltraum dreht sich auf magische Weise selbst. physical.stackexchange.com/questions/362097/… ). Ein besseres Beispiel wäre der Superman, der auf einem Neutronenstern steht, der sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit dreht. Was würde er am Himmel sehen?
@safesphere Das wäre in der Tat eine interessante Frage! :)
@safesphere Ich habe meine Frage auf ein einziges Szenario reduziert. Hoffentlich ist das hilfreich für die Diskussion. Danke für deinen Beitrag.
@Matt Wollen Sie mit diesem vereinfachten Szenario sagen, dass sich ihre Planeten bei Betrachtung aller anderen Arme der Galaxie mit Ausnahme des Orion-Sporns langsamer zu drehen scheinen, während Planeten innerhalb des Orion-Sporns dann eine natürliche Rotation zu haben scheinen? Hat das leichte Winkelelement zu dieser Drehung irgendeine Wirkung? In Wirklichkeit ist die Milchstraße so groß, dass unser Winkelelement wirklich ziemlich klein wäre.
@Thomas ja, in diesem (seltsamen) Szenario würden wir alles außerhalb unseres Arms langsamer sehen. Der Rotationsanteil ändert an diesem Bit nichts, nur die momentane Geschwindigkeit wird in der Lorentz-Transformation berücksichtigt.
@Thomas. Tatsächlich bewegen wir uns relativ zum Universum, nur nicht so schnell (ungefähr mit 0,1 % der Lichtgeschwindigkeit. Suchen Sie im Internet nach „CMB Dipole“.

Massive Objekte können sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, also gehe ich davon aus, dass Sie nach Geschwindigkeiten nahe c fragen. Und ich gehe davon aus, dass dies alles relativ zum CMB ist.

Ich werde Szenario 1 ansprechen, weil es zu viele Fragen in einer gibt.

Wenn sich unser Sonnensystem relativ zum CMB in der Nähe der Geschwindigkeit c bewegt, scheint sich die Zeit im Rest des Universums zu beschleunigen (relativ zu uns). Wenn Sie hier auf der Erde eine Uhr haben, scheint sie immer noch normal zu ticken.

Wenn Sie versuchen, diese Uhr mit einer anderen Uhr irgendwo anders (außerhalb des Sonnensystems) im Universum zu vergleichen, werden Sie sehen, dass unsere Uhr viel langsamer tickt. In der Tat, wenn Sie sich willkürlich der Lichtgeschwindigkeit nähern, könnte unsere Uhr während der gesamten 13,8 Milliarden Jahre seit der Existenz unseres Universums nie ticken (vorausgesetzt, die Uhr hat immer existiert).

Das ist leider falsch. Der Rest des Universums wird sich relativ zu uns mit einer Geschwindigkeit nahe c bewegen, daher werden alle Uhren im Universum langsamer ticken als unsere.
@ Matt, meine Fragen beziehen sich auf unsere Fast-C-Geschwindigkeit, aber Ihre Kommentare beziehen sich auf die Fast-C-Geschwindigkeit anderer Frames. Wollen Sie damit sagen, dass es nicht darauf ankommt, wer sich mit diesen annähernd c-Geschwindigkeiten bewegt, sondern nur auf ihre relative Bewegung zueinander? Wie wirkt sich das auf einen Körper aus, dessen Bewegung radial ist, wie etwa die mögliche Rotation der Galaxie?
Die Perspektive von @Thomas Matt erzeugt das sogenannte SR-Zwillingsparadoxon. Geschwindigkeit ist symmetrisch relativ. In Ihrem Fall bewegt sich unser Sonnensystem jedoch nahe der Geschwindigkeit c relativ zum CMB. Daher habe ich versucht, einen Rahmen zu schaffen, in dem wir Ihre Uhren hier im Sonnensystem relativ zum CMB (als universellem Referenzrahmen) messen können. Ich habe nur gesagt, dass Ihre Uhren hier im Sonnensystem langsamer ticken werden als Uhren, die sich mit dem CMB mitbewegen, und ich habe vorgeschlagen, dass dies wie der Rest des Universums behandelt werden sollte (in diesem Fall mitbewegt mit dem CMB). ).
@Thomas Matt hat wahrscheinlich nicht auf Ihren Kommentar geantwortet, weil er keine Benachrichtigung erhalten hat. Da Sie zwischen @ und seinem Benutzernamen ein Leerzeichen gesetzt haben, geht das System davon aus, dass Sie niemanden ansprechen, während "Matt" ein Teil Ihrer Nachricht ist, aber nicht die Adresse. Die @-Adresse darf keine Leerzeichen enthalten, auch wenn der Benutzername Leerzeichen enthält.
@Thomas " Willst du damit sagen, dass es egal ist, wer sich mit diesen Geschwindigkeiten in der Nähe von c bewegt, nur ihre Relativbewegung zueinander? " - Richtig, dies gilt jedoch nur für eine lineare Bewegung, nicht jedoch für eine Rotation.
@Thomas Ich sage nicht, dass es egal ist, wer sich wirklich bewegt, ich behaupte, dass es keine wirklichen Bewegungen gibt. :)
@ÁrpádSzendrei Ich verstehe Ihren Standpunkt, aber Sie können OP nicht glauben lassen, dass der Rahmen von CMB ein absoluter ist. CMB-Beobachter würden unsere Uhren langsamer ticken sehen, und wir würden CMB-Uhren langsamer ticken sehen, das ist meiner Meinung nach ein Punkt, den Thomas übersehen hat und der ihm helfen könnte, besser zu verstehen, was Relativität ist.
@Matt Diese Uhrensache ist mir ein bisschen ein Rätsel. Im klassischen Szenario rast Twin1 in den Weltraum und kehrt einige Jahre später zurück, um seinen Bruder Twin2 zu finden, der ein alter Mann ist. Wenn also die beiden leistungsstarke Teleskope hätten, würde der Zwilling1 im Weltraum seinen irdischen Zwilling2 nicht mit einer sehr schnellen Taktgeschwindigkeit sehen, der diese Jahre seinem Alter entgegenbrennt? Während der Zwilling2 auf der Erde seinen Raumzwilling1 in Zeitlupe durch sein Schiff laufen und nicht altern sehen würde?
@Thomas Nein. Beide würden sehen, dass die andere Uhr langsamer tickt. Andernfalls würde sich ein Inertialsystem von einem anderen unterscheiden, und das Relativitätsprinzip würde nicht gelten. Die Erklärung ist mit einer kleinen Zeichnung sehr einfach zu geben, aber mit Worten hier wäre es nicht sehr klar.
@Thomas OK, ich habe das Bild, das ich für dich zeichnen wollte, in einem Video gefunden. Dies ist der Link mit einem Zeitstempel genau in dem Moment, in dem er erscheint: youtu.be/-NN_m2yKAAk?t=99 . Es sollte Ihnen klar machen, wie die Situation symmetrisch sein kann (was natürlich nicht möglich ist, wenn Sie an absoluter Zeit, Gleichzeitigkeit und all diesen Dingen festhalten).
Hypothetischer Effekt des Sonnensystems/Orion-Sporns, der sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fortbewegt
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