Ist "Geschwindigkeit relativ zum Universum" ein wohldefiniertes Konzept? [Duplikat]

Angeregt durch einen Kommentar zu dieser Frage .

Ich bot den Standard an: "Welchen Bezugsrahmen verwenden Sie? Ihren? Den eines Satelliten? Den der Sonne? Den der Milchstraße?" Überwachung.

Was mich zum Nachdenken veranlasste ... Gibt es eine Art absoluten universellen (wie im Universum) Bezugsrahmen?

Ich vermute nicht, aber ich weiß nicht genug Astrophysik / Kosmologie, um zuversichtlich zu sein.

  • Wenn das Universum eine beobachtbare Grenze hätte, dann hätte es notwendigerweise ein Zentrum, das wir messen könnten, aber mein Eindruck ist, dass es das nicht hat? (Oder zumindest, wenn es das tut, ist es außerhalb des beobachtbaren Universums?)

  • Und mein breites Verständnis ist, dass die Expansion des Universums keinen zentralen Punkt hat ... es dehnt sich nicht "von einem Punkt weg" aus ... alles dehnt sich nur gleichmäßig von allem anderen weg aus?

Gibt es im Wesentlichen eine Möglichkeit, einen festen "zentralen" Punkt des Universums zu definieren, der entweder nicht völlig willkürlich ist oder ausschließlich auf dem beobachtbaren Universum basiert (von dem ich annehme, dass es auf uns zentriert ist?)

Selbst wenn es möglich wäre, einen solchen Rahmen zu spezifizieren, welchen Unterschied würde das machen? Es wäre immer noch nur ein Rahmen.
@MarcoOcram Einverstanden, aber ich bin immer noch neugierig zu wissen: D
@MarcoOcram Ich denke, es ist der Unterschied zwischen "Es gibt keinen vernünftigen Weg , einen privilegierten Rahmen zu definieren" und "Wir können einen definieren, aber er bringt nichts"
In der Tat. Und vielleicht macht der letzte Satz in Ihrem zweiten Kommentar einen Punkt, der es wert ist, betont zu werden!
Und ich schätze noch technischer: "Unsere besten Modelle der Natur der Realität sagen uns, dass sie nichts erreichen würde". Denken Sie daran, dass die Allgemeine Relativitätstheorie keine absolute Wahrheit ist, sondern eher "unsere beste Vermutung, die alle aktuellen Beobachtungen zu erklären scheint" ... ebenso wie die Spezielle, Newtonsche und Gallileische Relativitätstheorie, als sie postuliert wurden.
"Wenn das Universum eine beobachtbare Grenze hätte, dann hätte es notwendigerweise ein Zentrum, das wir messen könnten, aber mein Eindruck ist, dass es das nicht tut? (Oder zumindest, wenn es das tut, ist es außerhalb des beobachtbaren Universums?)" Was würde es bedeuten, dass das Universum eine Grenze hat? Wenn Sie daneben kämen, könnten Sie dann Ihren Arm hindurchstecken? Wenn ja, wo wäre dein Arm? Das Universum ist kein Behälter; es ist nur die Gesamtheit all dessen, was darin enthalten ist.
Wo ist der Mittelpunkt der Oberfläche einer Kugel? Es gibt keinen. Wo ist sein Rand? Es gibt keinen. Es ist so, aber die Kugel ist vierdimensional und ihre Oberfläche hat drei Dimensionen.
Ich habe oft im Grunde die gleiche Frage gestellt. Weil ich die Vorstellung habe, dass der mitbewegte Rahmen eine Art natürlicherer "fester" Rahmen ist. Mir wird immer gesagt, dass es ungefähr richtig ist, aber wie oben in den Kommentaren ist es nur ein weiterer Rahmen.
Ist das nicht der springende Punkt der Relativitätstheorie?
@ Robbie Goodwin. NEIN.

Antworten (3)

In der Standardkosmologie lautet die Antwort auf die fettgedruckte Frage „Ja“, während die Antwort auf die zweite Frage „Nein“ lautet.

Es gibt eine Möglichkeit, ein absolutes Bezugssystem zu definieren, indem jeder Beobachter das Dipolmoment der CMB-Strahlung messen und die Geschwindigkeit bestimmen kann, mit der er sich durch dieses bewegt (siehe zum Beispiel Abschnitt 2.1 in diesem Planck-Papier ) .

Dies bedeutet, dass das Universum nicht invariant in Bezug auf Lorentz-Boosts ist, aber es ist ( bei ausreichend großen Maßstäben ) invariant in Bezug auf Rotationen und Verschiebungen, sodass es kein nennenswertes Zentrum oder Vorzugsrichtung gibt.

Die Existenz dieses "bevorzugten" Rahmens macht das allgemeine Relativitätsprinzip nicht ungültig - die Physik kann genauso gut in anderen Rahmen beschrieben werden, wenn wir eine Koordinatentransformation durchführen. Allerdings ist dieser spezielle insofern interessant, als wir uns von überall im Universum eindeutig darauf beziehen können.

Und natürlich ist das mitbewegte System des CMB aufgrund der Ausdehnung des Weltraums nicht ganz wie ein Ruhesystem in der Speziellen Relativitätstheorie.
Wenn wir den Kommentar von @PM2Ring erweitern, können wir nicht ganz sagen, dass der hier so definierte Referenzrahmen und der anderswo so definierte der "gleiche" Referenzrahmen sind, zumindest nicht in dem Sinne, in dem man das "gleiche" erwarten würde. Bezugsrahmen in SR zu handeln; Ein Stern könnte WRT zu CMB in Ruhe sein, aber wir würden immer noch Licht von ihm rotverschoben sehen, selbst wenn wir auch WRT zu CMB in Ruhe wären.
"invariant bezüglich Drehungen und Verschiebungen" - wenn es einfach verbunden ist. Wenn es sich um einen Clifford-Torus handelt (und es gibt einige neuere Entwicklungen, die darauf hindeuten), hat er eine Reihe bevorzugter Richtungen, in denen er am kürzesten ist. Trotzdem kein bevorzugter Punkt.

Gibt es eine wohldefinierte „Geschwindigkeit relativ zum Universum“ und gibt es einen wohldefinierten „Mittelpunkt“ des Universums, sind 2 verschiedene Fragen.

Soweit es um den zentralen Punkt geht, gibt es tatsächlich keinen solchen Punkt.

Die Geschwindigkeit relativ zum Universum ist ebenfalls nicht genau definiert, aber das Koordinatensystem der kosmischen Hintergrundstrahlung wird manchmal als eine Art stationäres Ruhesystem des Universums angesehen, relativ zu dem andere Ereignisse beschrieben werden können. Aber dies ist kein "privilegierter" Bezugsrahmen, sondern nur ein bequemer Bezugsrahmen, um jede Art von Ereignissen irgendwo im Universum zu beschreiben.

Is there a well-defined “speed relative to the universe" and is there a well-defined "central point" of the universe are 2 different questions.Ja ... Letzteres würde Ersteres implizieren, aber ich stimme zu, dass das Gegenteil nicht der Fall ist.

Gibt es irgendeine Art absoluten universellen (wie im Universum) Bezugsrahmen?

Manchmal wird der CMB als stationärer Bezugsrahmen für das Universum angesehen. Aber gemäß diesem Link sollte man den CMB nicht als den "einzelnen absoluten Referenzrahmen" für das Universum betrachten. Wir können beispielsweise die Geschwindigkeit astronomischer Objekte wie Galaxien relativ zum CMB messen.

Die Expansion des Universums hat keinen zentralen Punkt ... es dehnt sich nicht "von einem Punkt weg" aus ... alles dehnt sich nur gleichmäßig von allem anderen weg aus?

Das ist wahr. Die Expansion des Universums geschieht nicht von einem Punkt aus, sondern überall.

Der Idee eines "festen "zentralen" Punktes des Universums" fehlt eine kohärente Definition nach kosmologischen Standardmodellen.

Ist "Geschwindigkeit relativ zum Universum" ein wohldefiniertes Konzept? [Duplikat]
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